ЛИНЕЙНЫЕ УСКОРИТЕЛИ.Ускорители Видерое.

Приступая к изучению линейных ускорителей, мы в первый раз встречаемся с резонансными ускорителями, т. е. с ускорителями, в которых для разгона частиц при­меняются высокочастотные поля, период которых нахо­дится в строгом соответствии со скоростью ускоряемых частиц. Такие ускорители позволяют ускорять частицы до очень больших, в принципе — до сколь угодно больших энергий.

Ускорители Видерое

Применим для ускорения частиц систему расположен­ных друг за другом полых цилиндрических электродов (трубок), как это изображено на рис. 9. Если ограничить­ся постоянными напряжениями, то потенциал электродов должен монотонно возрастать, и мы придем к уже знако­мой ускорительной трубке. Вместо этого соединим трубки друг с другом через одну и подключим две образовавшие­ся цепи к разным полюсам переменного источника на­пряжения.

Пусть в некоторый момент времени напряжение опи­сывается верхними знаками, а направление электрическо­го поля — верхними стрелками. Пусть, для определенно­сти, ускоряемыми частицами являются протоны. Протоны влетают в ускоритель слева и движутся внутри первой трубки, пока не попадут в первый зазор — в зазор между первой и второй трубками. Действующее здесь электри­ческое поле увеличит энергию протонов. Затем они по­падают во вторую трубку. Пролетая через нее, протоны

clip_image002

Рис. 9. Схема устройства ускорителя Видерое.

не испытывают действия никаких сил, поскольку элек­трическое поле внутри металлической трубки — как и внутри всякого проводника — отсутствует. Продолжая свое движение, протоны вновь попадают в электрическое поле, на этот раз — в поле, действующее в зазоре между второй и третьей трубками. Если бы поле было постоянно во времени, то, пролетая через этот зазор, протоны потеряли бы всю энергию, приобретенную ими в первом зазоре. Однако за то время, в течение которого частицы проле­тают через вторую трубку, напряжение успевает пере­менить знак, так что картина напряжений и полей соот­ветствует уже не верхним, а нижним стрелкам. Поэтому наши протоны встречают во втором зазоре не замедляю­щее, а снова ускоряющее поле.

Пройдя через второй зазор, частицы прячутся внутрь третьей трубки. Как нетрудно сообразить, в это время напряжение снова должно переменить полярность, и в тот момент, когда частица подойдет к третьему зазору, поле снова должно изображаться верхними стрелками. Проходя трубку за трубкой, частицы непрерывно наращивают энергию. Большие разности потенциалов при этом не нужны.

Идея рассматриваемого метода ускорения заключает­ся в том,

Страница 1 of 612...Last »