Надо Знать

добавить знаний



Циклотрон



План:


Введение

Схема принципа действия циклотрона поданного Лоуренсом патента
Циклотрон 1939

Циклотрон - циклический ускоритель тяжелых заряженных частиц.

Циклотрон позволяет ускорять ионы без применения источников высокой напряжения за счет многократного попадания частиц в область ускорения.


1. Устройство и принцип действия

Циклотрон состоит из двух полостей - дуантах, между которыми приложено высокочастотное электрическое поле. Внутри дуантах электрического поля нет, зато есть сильное магнитное поле, созданное мощными магнитами. Источник ионов находится в центре. Внутри дуантах ионы движутся по кругу, радиус которого определяется их скоростью. В промежутке между дуантами ионы попадают в электрическое поле, которое меняется с такой частотой, чтобы каждый ускорять частицы. При увеличении скорости частиц увеличивается их циклотронный радиус, то есть частицы, ускоряясь, отдаляются от центра к периферии. На внешнем радиусе циклотрона, там, где частицы имеют наибольшую энергию, устанавливаются мишени.


2. Ограничения

Циклотрон может ускорять лишь нерелятивистскую частицы, т.е. такие, энергия которых мала по сравнению с собственной массой покоя. Для ускорения электронов он не годится, поскольку масса покоя электрона равна примерно 0,5 МэВ.

Причина такого ограничения в том, что при увеличении энергии иона возрастает его масса. В таком случае уменьшается циклотронная частота частицы и она уже не попадает в фазу с изменением электрического поля, совершив полуоборота. Для преодоления этого ограничения сконструированы другие ускорители, например, Фазотрон, изохронная циклотроны т.д., в которых напряженность магнитного поля или частота изменения электрического поля меняется от центра к периферии.


3. История

Первый циклотрон сконструировал в 1929 году Эрнест Лоуренс в Университете Беркли, Калифорния, за что в 1939 году был награжден Нобелевской премией по физике.

Источники

  • Булавин Л.А., Тартаковский В.К. Ядерная физика. - М.: Знание, 2005.
  • Фрауэнфельдер, Хенли Э.. Субатомная физика. - Москва: Мир, 1979.


п о р Ускорители заряженных частиц
Тип
конструкции
Высоковольтный ( Генератор Ван де Граафа, Каскадный, Трансформаторный, Импульсный) Индукционный Резонансный
Циклический
Бетатрон Циклотрон ( Фазотрон Изохронный циклотрон) Синхротрон Синхрофазотрон Микротрон
P physics.svg
Назначение
Бустер Коллайдер Лазер на свободных электронах Источник синхротронного излучения Источник нейтронов
Крупнейшие
установки
Исторические
Современные
Большой адронный коллайдер Протонного суперсинхротрона Релятивистский коллайдер тяжелых ионов Нуклотрона
Гипотетические
Елоизатрон Зеватрон Планкатрон Фермитрон



Физика Это незавершенная статья физики.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам