Ускорители заряженных частиц

Август 5, 2022

Главная
Физика
Ускорители заряженных частиц

Содержание

2. Ускорителями заряженных частиц называются устройства, в которых под действием электрических и магнитных полей создаются и управляются
3. Любой ускоритель характеризуется: типом ускоряемых частиц, разбросом частиц по энергиям, интенсивностью пучка. Ускорители подразделяются на непрерывные
4. По форме траектории и механизму ускорения частиц ускорители делятся на линейные, циклические В линейных ускорителях траектории
5. Линейные ускорители 1. Линейный ускоритель. Ускорение частиц осуществляется электростатическим полем
6. Циклические ускорители
7. Бетатрон – единственный циклический ускоритель электронов нерезонансного типа, в котором ускорение осуществляется вихревым электрическим полем.
8. Идея бетатрона запатентована в 1922 г. Дж. Слепяном. В 1928 г. Р. Видероэ сформулировал условие существования
9. Первый действующий бетатрон Д. Керста.
10. В СССР первые бетатроны были разработаны и созданы учеными Томского политехнического института профессорами : А.А. Воробьевым,
11. В последующие годы в институте интроскопии (НИИН при ТПУ) под руководством профессора В.Л. Чахлова, успешно разрабатываются
12. Период обращения частицы Радиус траектории частицы Циклотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых частиц (протонов, ионов).
13. В 1930 году Э. Лоуренсом (США) был создан и первый циклический ускоритель – циклотрон на энергию
14. Микротрон (электронный циклотрон) – циклический резонансный ускоритель, в котором, как и в циклотроне, и магнитное поле,
15. Фазотрон (синхроциклотрон) – циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц (например, протонов, ионов, α-частиц), управляющее магнитное поле
17. Синхротрон – циклический резонансный ускоритель ультрарелятивистских электронов, в котором управляющее магнитное поле изменяется во времени, а
18. Внешний вид Томского синхротрона «Сириус» на 1,5 ГэВ
21. Синхрофазотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором объединяются свойства фазотрона и
22. Синхрофазотрон лаборатории физики высоких энергий (Дубна)
24. Большой адронный коллайдер (БАК). Длина кольца почти 27 км
25. Длина кольца почти 27 км
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Ускорителями заряженных частиц называются устройства, в которых под действием электрических и

магнитных полей создаются и управляются пучки высокоэнергетичных заряженных частиц (электронов, протонов, мезонов и т.д.).

Слайд 3

Любой ускоритель характеризуется:
типом ускоряемых частиц,
разбросом частиц по энергиям,
интенсивностью пучка.

Ускорители подразделяются на
непрерывные (равномерный во времени пучок)
импульсные (в них частицы ускоряются порциями – импульсами). Последние характеризуются длительностью импульса.

Слайд 4

По форме траектории и механизму ускорения частиц ускорители делятся на
линейные,

циклические
В линейных ускорителях траектории движения частиц близки к прямым линиям,
в циклических траекториями частиц являются окружности или спирали.

Слайд 5

Линейные ускорители
1. Линейный ускоритель.
Ускорение частиц осуществляется электростатическим полем

Слайд 6

Циклические ускорители

Слайд 7

Бетатрон – единственный циклический ускоритель электронов нерезонансного типа, в котором

ускорение осуществляется вихревым электрическим полем.

Слайд 8

Идея бетатрона запатентована в 1922 г.
Дж. Слепяном.
В 1928 г.

Р. Видероэ сформулировал условие существования равновесной орбиты – орбиты постоянного радиуса «условие 2:1».
Первый действующий бетатрон был создан в 1940 г. Д. Керстом.

Слайд 9

Первый действующий бетатрон Д. Керста.

Слайд 10

В СССР первые бетатроны были разработаны и созданы учеными Томского

политехнического института профессорами :
А.А. Воробьевым,
Л.М. Ананьевым,
В.И. Горбуновым,
В.А. Москалевым,
Б.Н. Родимовым.

Слайд 11

В последующие годы в институте интроскопии (НИИН при ТПУ) под

руководством профессора
В.Л. Чахлова, успешно разрабатываются и изготавливаются малогабаритные переносные бетатроны (МИБ), применяемые в медицине, дефектоскопии и других прикладных и научных исследованиях.
МИБ
1 -10 МэВ

Слайд 12

Период обращения частицы
Радиус траектории частицы
Циклотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых

частиц (протонов, ионов).

Слайд 13

В 1930 году Э. Лоуренсом (США) был создан и первый

циклический ускоритель – циклотрон на энергию протонов 1 МэВ (его диаметр был 25 см). На рис.1 показана первая работающая модель циклотрона. На рис.2 циклотрон следующего поколения, который позволял ускорять протоны и дейтроны до энергий в несколько МэВ.
Рис. 1. Первая работающая модель циклотрона Рис. 2. С. Ливингстоун и Э. Лоуренс у 27-дюймового циклотрона, который широко использовался
в экспериментальных исследованиях
ядерных реакций и искусственной радиоактивности

Слайд 14

Микротрон
(электронный циклотрон) – циклический резонансный ускоритель, в котором, как

и в циклотроне, и магнитное поле, и частота ускоряющего поля постоянны во времени, но резонансное условие в процессе ускорения сохраняется за счёт изменения кратности ускорения .

Слайд 15

Фазотрон (синхроциклотрон) – циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц (например, протонов,

ионов, α-частиц),
управляющее магнитное поле постоянно,
частота ускоряющего электрического поля медленно изменяется с периодом.

Слайд 16

Слайд 17

Синхротрон – циклический резонансный ускоритель ультрарелятивистских электронов, в котором управляющее магнитное

поле изменяется во времени, а частота ускоряющего электрического поля постоянна.

Слайд 18

Внешний вид Томского синхротрона «Сириус» на 1,5 ГэВ

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Синхрофазотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц (протонов, ионов), в

котором объединяются свойства фазотрона и синхротрона.

Слайд 22

Синхрофазотрон лаборатории физики высоких энергий (Дубна)

Слайд 23

Слайд 24

Большой адронный коллайдер (БАК).
Длина кольца почти 27 км

Слайд 25