Ускоритель заряженных частиц

Ускоритель заряженных частиц - установка, позволяющая в лабораторных условиях получать направленные пучки ионов, протонов, электронов и других заряженных частиц с большой кинетической энергией.

Различают ускорители прямого действия, линейные ускорители, ускорители на встречных пучках и циклические ускорители заряженных частиц.

Бетатрон

Бетатрон - циклический ускоритель электронов, в котором электроны ускоряются вихревым электрическим полем, индуцируемым переменным магнитным полем.

Бетатрон состоит из сильного электромагнита, в зазоре между полюсами которого находится вакуумная кольцевая камера.

Бетатроны применяются:
- в промышленности для просвечивания материалов;
- в лучевой терапии;
- для научных исследований.

Генератор Ван-де-Граафа

Генератор Ван-де-Граафа - генератор для получения больших электрических зарядов и полей с высокой напряженностью.

Генератор Ван-де-Граафа представляет собой полый металлический шар на изолирующей колонне. Внутрь шара посредством резиновой ленты передаются заряды. Потенциал заряженного шара возрастает до величины, ограниченной стеканием зарядов с проводника.

Генератор Ван-де-Граафа используется в линейных ускорителях заряженных частиц.

Детектор

Детектор - прибор для обнаружения частиц, излучений и их количественного сопротивления.

Излучение Вавилова-Черенкова

Излучение Вавилова-Черенкова - электромагнитное излучение, возникающее при движении заряженных частиц со скоростью, превышающей скорость света в данной среде.

Излучение Вавилова-Черенкова используется в специальных детекторах для измерения скорости, энергии, заряда быстрых частиц.

Ионный проектор

Ионный проектор - прибор для изучения атомной структуры поверхности острия металлической иглы, помещенной в сосуд, наполненный гелием и имеющий флуоресцирующий проводящий экран. За счет ионизации молекул гелия на экране формируется увеличенное изображение поверхности острия.

Линейный ускоритель

Линейный ускоритель - ускоритель заряженных частиц, в котором ускоряемые частицы проходят сквозь систему трубчатых электродов. Заряженные частицы, поступающие в камеру, ускоряются постоянным электрическим полем в пространстве между электродами.

Магнитная линза

Магнитная линза - устройство для создания магнитных полей, обладающих определенной симметрией.

Магнитные линзы служат для фокусировки пучков заряженных частиц и применяются в электронных и ионных микроскопах, в ускорителях заряженных частиц и т.д.

Микроскоп

Микроскоп - оптический прибор для наблюдения малых объектов, невидимых невооруженным глазом. Полезное увеличение микроскопа ограничивается дифракцией и не превышает 1500.

БОльшего увеличения достигают работая со светом меньшей длины волны или с иммерсионной системой. Для наблюдения сверхмалых объектов применяют электронные микроскопы.

Синхротрон

Синхротрон - циклический ускоритель электронов, в котором частота ускоряющего электрического поля неизменна, а индукция магнитного поля по мере ускорения частиц возрастает. Синхротрон ускоряет электроны до энергии заряда 10 ГэВ.

Синхрофазотрон

Синхрофазотрон - циклический резонансный ускоритель протонов с орбитой постоянного радиуса, в котором эффект ускорения заряженных частиц до больших энергий достигается синхронным изменением частоты напряжения ускоряющего электрического поля и растущей во времени индукцией управляющего магнитного поля.

Ускоритель на встречных пучках

Ускоритель на встречных пучках - высокоэффективный ускоритель заряженных частиц, основанный на взаимодействии встречных пучков ускоренных частиц.

Ускоритель прямого действия

Ускоритель прямого действия - ускоритель заряженных частиц, в котором частицы разгоняются в постоянном электрическом поле, пролетая расстояние между электродами.

Ускорители прямого действия позволяют достичь энергий порядка 10 МэВ.

Ускорителями прямого действия являются электронные лампы, электронные микроскопы и ионные проекторы.

Фазотрон

Синхроциклотрон

Фазотрон - циклический ускоритель тяжелых заряженных частиц, в котором ускорение частиц обеспечивается высокочастотным электрическим полем изменяющейся частоты, а пространственная устойчивость частиц в процессе ускорения - стационарным магнитным полем.

В фазотроне частота ускоряющего электрического поля уменьшается по мере ускорения сгустка частиц.

 >> Циклический ускоритель

Циклический ускоритель - ускоритель заряженных частиц, в котором частицы движутся по спиральным или кольцевым траекториям, многократно возвращаясь к одним и тем же ускоряющим узлам. Для формирования расчетной траектории применяют магнитные поля. Циклическими ускорителями являются циклотрон, фазотрон, синхротрон и синхрофазотрон.

Циклон

Циклон - циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц, в котором частота ускоряющего поля и управляющее магнитное поле постоянны по времени.

В циклотроне ускоряющее переменное электрическое поле создается между двумя полыми электродами (дуантами), помещенными в замкнутую камеру, расположенную между полюсами сильного магнита.

Движение заряженных частиц внутри дуантов происходит по круговой орбите, а ускорение частицы приобретают в промежутке между дуантами.

Циклотрон

Циклотрон - циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц, в котором частота ускоряющего поля и управляющее магнитное поле постоянны во времени. В циклотроне ускоряющее переменное электрическое поле создается между двумя полями электродами (дуантами). Дуанты помещены в замкнутую камеру, расположенную между полюсами сильного магнита.

Циклотроны применяют для ускорения протонов и ионов до энергий порядка нескольких десятков МэВ.

Электронный микроскоп

Электронный микроскоп - прибор, в котором для получения увеличенного изображения используется электронный пучок.