MAIN TYPES OF CHARGED PARTICLE ACCELERATOR带电粒子加速器的主要类型

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ УСКОРИТЕЛЕЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ УСКОРИТЕЛЕЙ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Ускорители частиц -это установки, вкоторых спомощью электрических имагнитных полей получаются направленные пучки электронов, протонов, ионов идругих заряженных частиц сэнергией, значительно превышающей тепловую. Впроцессе ускорения повышаются скорости частиц, причем нередко до значений, близких кскорости света. Внастоящее время большое число малых ускорителей применяется вмедицине (радиационная терапия), атакже впромышленности (например, для ионной имплантации вполупроводниках). Крупные же ускорители применяются, главным образом, внаучных целях –для исследования субъядерных процессов исвойств элементарных частиц. Согласно квантово-механическим представлениям пучок частиц, как исветовой пучок, характеризуется определенной длиной волны. Чем больше энергия частиц, тем меньше эта длина волны. Ачем меньше длина волны, тем меньше объекты, которые можно исследовать, но тем больше размеры ускорителей итем они сложнее. Развитие исследований микромира требовало все большей энергии зондирующего пучка. Первыми источниками излучений высокой энергии служили природные радиоактивные вещества. Но они давали исследователям лишь ограниченный набор частиц, интенсивностей иэнергий. В 1930-х годах ученые начали работать над созданием установок, которые могли бы давать более разнообразные пучки. Внастоящее время существуют ускорители, позволяющие получать любые виды излучений свысокой энергией. Если, например, требуется рентгеновское или гамма-излучение, то ускорению подвергаются электроны, которые затем испускают фотоны впроцессах тормозного или синхротронного излучения. Нейтроны генерируются при бомбардировке подходящей мишени интенсивным пучком протонов или дейтронов. Энергия ядерных частиц измеряется вэлектронвольтах (эВ). Электронвольт –это энергия, которую приобретает заряженная частица, несущая один элементарный заряд (заряд электрона), при перемещении вэлектрическом поле между двумя точками сразностью потенциалов в1 В. 1эВ = –19 1,60219∙10 Дж. Ускорители позволяют получать энергии частиц вдиапазоне от тысяч до нескольких триллионов электронвольт –на крупнейших вмире установках. Для обнаружения вэксперименте редких процессов необходимо повышать отношение сигнала кшуму. Для этого требуются все более интенсивные источники излучения. Всовременных ускорителях используются многочисленные иразнообразные виды техники: высокочастотные генераторы, быстродействующая электроника исистемы автоматического регулирования, 1