оля одного і того ж напрямку. p align="justify"> Циклотрон складається з чотирьох основних частин: іонного джерела, основного магніту, високовольтної радіочастотної прискорювальної системи, а також системи виведення пучка іонів з циклотрона.
Іонний джерело використовується для отримання іонів з їх подальшим прискоренням. Для проведення реакцій використовується газоподібний водень, або дейтерій. Іонний джерело (І) розташовується в центрі циклотрона, як це показано на рис. 1. Потік газу (2-10 мл/хв) низького тиску надходить в камеру джерела, розташовану між двома танталовими катодами, до яких докладено негативне високовольтна напруга (1-3 кВ). Електрони, що вилітають з катодів і утримувані полем основного магніту, викликають появу плазми. Негативні або позитивні іони (наприклад, Н + або Н - ) витягуються з вузької вертикальної щілини в джерелі під дією сил електричного тяжіння дуанта (Д) - одного з двох (найближчого) напівкруглих порожнистих мідних електродів. До дуанта прикладається змінна напруга в кілька десятків кіловольт від альтернативного джерела в діапазоні радіочастот 16-25 МГц, що приводить до виникнення в щілини між дуантами прискорюючого електричного поля.
В В
дуанта знаходяться всередині вакуумної камери між полюсами головного електромагніта, що створює в центрі полюсів діаметром 50 - 80 см магнітне поле з магнітною індукцією В = 1,2-2 Тл, спрямоване перпендикулярно площині дуантов (рис.1) . У циклотроні відбувається ступеневу прискорення іонів. Так, частка, потрапляючи в щілину між дуантами, прискорюється електричним полем і влітає всередину одного з них. Усередині дуанта вона не відчуває на собі вплив електричного поля, а піддається лише дії магнітного поля. На заряджену частку, що рухається в магнітному полі зі швидкістю ? перпендикулярно вектору В, діє постійна за модулем сила Лоренца F L :
(1)
де Q - заряд частинки.
Ця сила, спрямована перпендикулярно до траєкторії частинки з масою m, створює доцентрове прискорення. Описавши півколо радіуса R, що визначається як:
, (2)
частинка знову потрапляє в щілину між дуантами. До цього моменту при збігу частоти генератора? з циклотронной частотою? C, що визначається за формулою:
, (3)
електричне поле змінює напрямок на протилежне, і іон отримує повторне прискорення, збільшуючи свою швидкість?. У результаті в другому дуанта частка буде рухатися по колу більшого радіуса R згідно з формулою (2). Так як час, що витрачається часткою на один повний оборот (Т), одно:
, (4)
і не залежить від його енергії, то при наст...
