дів, пробоїв і т.д.
4.2 Лінійний резонансний прискорювач
Прискорення заряджених частинок здійснюється змінним електричним полем надвисокої частоти, синхронно мінливих з рухом частинок. Таким способом протони прискорюються до енергії близько десятків мегаелектрон-вольт, електрони - до десятків гігаелектрон-вольт.
4.3 Циклотрон
Циклотрон - циклічний резонансний прискорювач важких частинок (протонів, іонів). Його схема приведена на рис.4.1 Між полюсами сильного електромагніта поміщається вакуумна камера, в якій знаходяться два електроди (1 і 2 ) у вигляді порожніх металевих полуцилиндров, або дуантов. До дуанта докладено змінне електричне поле. Магнітне поле, створюване електромагнітом, однорідний і перпендикулярно площині дуантов.
Якщо заряджену частку ввести в центр зазору між дуантами, то вона, прискорюється електричним і відхиляється магнітним полями, увійшовши в дуанта 1, опише півколо, радіус якої пропорційний швидкості частинки. До моменту її виходу з дуанта 1 полярність напруги змінюється (при відповідному підборі зміни напруги між дуантами), тому частка знову прискорюється і, переходячи в дуанта 2, описує там вже півколо більшого радіусу і т.д.
Для безперервного прискорення частинки в циклотроні необхідно виконати умова синхронізму ( умова «резонансу») - періоди обертання частинки в магнітному полі і коливань електричного поля повинні бути рівні. При виконанні цієї умови частка буде рухатися по розкручування спіралі, отримуючи при кожному проходженні через зазор додаткову енергію. На останньому витку, коли енергія частинок і радіус орбіти доведені до максимально допустимих значень, пучок частинок допомогою отклоняющего електричного поля виводиться з циклотрона.
Циклотрони дозволяють прискорювати протони до енергій приблизно 20 МеВ. Подальше їх прискорення в циклотроні обмежується релятивістським зростанням маси зі швидкістю, що призводить до збільшення періоду обігу (він пропорційний масі), і синхронізм порушується. Тому циклотрон абсолютно непридатний для прискорення електронів (при E=0,5 МеВ т=2 , при E=10 МеВ m=28m0).
Прискорення релятивістських частинок в циклічних прискорювачах можна, однак, здійснити, якщо застосовувати запропонований в 1944 р. радянським фізиком В.І. Векслером (1907-1966) і в 1945 р. американським фізиком Е. Мак-Мілланом принцип автофазіровкі. Його ідея полягає в тому, що для компенсації збільшення періоду обертання частинок, що веде до порушення синхронізму, змінюють або частоту прискорюючої електричного, або індукцію магнітного полів, або те й інше. Принцип автофазіровкі використовується в Фазотрон, синхротроні і синхрофазотроні.
4.4 Фазотрон
Фазотрон (синхроциклотрон) - циклічний резонансний прискорювач важких заряджених частинок (наприклад, протонів, іонів, - частинок), в якому керуюче магнітне поле постійно, а частота прискорюючого електричного поля повільно змінюється з періодом. Рух частинок в Фазотрон, як і в циклотроні, відбувається по розкручування спіралі. Частинки в Фазотрон прискорюються до енергій, приблизно рівних 1 ГеВ (обмеження тут визначаються розмірами Фазотрон, так як з ростом швидкості частинок зростає радіус їх орбіт...
