ивно заряджений шар, що складається з електронів. Електричне поле, створюване цими електронами, направлено перпендикулярно до поверхні і досягає величини, достатньої для того, щоб ионизовать атоми, що знаходяться на поверхні. Потім, під дією цього ж електричного поля, іони починає прискорюватися. Виникає подвійний шар, що складається з розділених у просторі шарів електронів та іонів, який вилітає з мішені. У процесі прискорення енергія від електронів переходить до іонів. Найбільш ефективно прискорюються легкі іони (протони), що утворилися з атомів водню, адсорбованого на поверхні фольги (рис. 61).
Рис. 61 - Прискорення іонів (протонів) при опроміненні коротким лазерним імпульсом тонкої фольги. Лазерний імпульс падає на ліву межу фольги, швидкі електрони вилітають через праву кордон фольги і прискорюють іони своїм електричним полем
Такі джерела енергійних іонів вже знаходять застосування в протонної радіографії, коли зображення об'єкта одержують, просвічуючи його пучком протонів. Таким методом вдається, зокрема, визначити структуру електричних полів всередині досліджуваного об'єкта. Але найбільші перспективи лазерні джерела швидких іонів мають в медицині (онкологія). Справа в тому, що саме протони доцільніше використовувати для впливу на ракові опухали. В даний час джерелами таких протонів служать різні вакуумні прискорювачі, вельми громіздкі і дорогі. Висловлюються сподівання, що лазерні джерела виявляться більш компактними і дешевими.
2.8 Індукційні прискорювачі
До індукційним прискорювачів належать лінійні індукційні прискорювачі.
Рис. 62 - Схема пристрою лінійного індукційного прискорювача: 1-сердечник індуктора; 2-збудлива обмотка; 3-фокусирующая котушка
У лінійних індукційних прискорювачах силові лінії електричного поля (з напруженістю Е) спрямовані уздовж осі прискорювача. Електричне поле індукується змінюється в часі магнітним потоком, що проходить через розташовані один за одним кільцеві ферритові індуктори 1 (рис. 3). Магнітний потік збуджується в них короткими (десятки або сотні нс) імпульсами струму, що пропускається через одновиткового обмотки 2, що охоплюють індуктори. Фокусування проводиться поздовжнім магнітним полем, яке створюється котушками 3, розташованими всередині індукторів. Лінійні індукційні прискорювачі дозволяють отримувати в імпульсі рекордні (кілоамперние) струми; найбільш потужний з працюючих ускорітелей- АТА (США) - прискорює електрони до енергії 43 МеВ при струмі 10 кА. Тривалість струмових імпульсів 50 нс.
2.9 Перспективи розвитку прискорювачів
Серед проектів великих прискорювачів, які знаходяться в стадії розробки, будівництва або вже вступили в дію, можна перерахувати наступні.
У Росії (м Троїцьк, Моск. обл.) закінчується спорудження мезонів фабрики на енергію 600 МеВ зі СР струмом 70 мкА. У 1993 вона вже видавала пучок з енергією 430 МеВ. Для виробництва ізотопів використовується пучок протонів з енергією 160 МеВ і зі СР струмом 100 мкА. У Протвино ведеться спорудження ускорительно-накопичувального комплексу (УНК), розрахованого на прискорення протонів до 3 ТеВ. УНК розташовується в підземному тунелі з периметром 21 км. Очікується інтенсивність частинок в імпульсі 5.1012.
У ФРН (Гамбург) став до ладу У. на зустрічних пучках (HERA), призначений для вивчення взаємодії протонів (820 ГеВ) з електронами і позитронами (30 ГеВ). Проектна світність ~ 2.1031 см - 2.с - 1. Протонний синхротрон містить надпровідні магніти, а електронний - звичайні (щоб не збільшувати втрати на син-хротронное випромінювання). В оснащенні цього прискорювача і в роботі на ньому беруть участь 37 ин-тов з різних країн.
У Німеччині розробляється також проект лінійного коллайдера DESY з енергією частинок 250x250 ГеВ (1-й варіант) або 500 х 500 ГеВ (2-й варіант). У ЦЕРНі (Швей-Царія) в тунелі кільцевого електронно-позитронного У. (LEP) починається спорудження коллайдера для важких частинок LHC (Large Hadron Collider). На ньому можна буде вивчати зіткнення протонів (2x7 ТеВ), протонів і електронів, протонів і іонів (вкл. Свинець, +1148 ТеВ).
Прискорення важких іонів може проводитися на нук-лотроне (Дубна, Росія). Починаючи з 1977 на протонному синхротроні в Дубні прискорювалися різні іони аж до вуглецю (4,2 ГеВ/нуклон, а з 1992-до 6 ГеВ/нуклон).
На У. Сатурн в Саклі (Франція) прискорюються іони аж до аргону (до 1,15 ГеВ/нуклон). Прискорювач SPS (ЦЕРН) дозволяє прискорювати іони кисню і сірки до 200 ГеВ/нуклон.
У США розроблено проект найбільш великого надпровідного суперколайдера (SSC) на енергію 2 х 20 ТеВ. Спорудження цього приск...
