Синхротроны

позднее.

Перейдем к частоте ускоряющего напряжения. По­скольку радиус орбиты при увеличении энергии не из­меняется, частота обращения частиц пропорциональна их скорости. Скорость частицы нетрудно выразить через ее импульс. С помощью формул (21) и (22) найдем

clip_image006

откудаclip_image008

Мы видим, что скорость частиц меняется с их импуль­сом, а значит, и с индукцией магнитного ноля по слоях ному закону. При малых импульсах скорость частиц из­меняется быстро, а при больших она асимптотически стремится к скорости света.

Рассмотрим некоторые числовые примеры. Рассчитаем как меняется частота обращения протонов в синхротроне ускоряющем протоны от энергии 50 МэВ до энергии, 70 ГэВ. Прежде всего, найдем величину импульса, соответствующего этим энергиям. Вспоминая, что энергия по­коя протонов равна 938 МэВ, найдем по формуле (24)

clip_image010

Формула (31) показывает, что скорости частиц при этом равны:clip_image012

Скорость протонов, а следовательно, и частота их обра­щения изменяются, таким образом, более чем в 3 раза. В протонном синхротроне Института теоретической и экс­периментальной физики (Москва) — при его пуске — энер­гия инжектируемых протонов равнялась 3,5 МэВ, а пре­дельная энергия составляла 7,5 ГэВ. Частота ускоряющих станций в течение цикла ускорения изменялась при этом более, чем в 11 раз.

Изготовление ускоряющих станций, способных пере­страиваться по частоте в несколько раз,— это трудная

техническая задача. Как уже ясно из предыдущего, уско­ряющий резонатор представляет собой настроенную в ре­зонанс колебательную систему. Такие системы хорошо возбуждаются только на собственных частотах колебаний, д для синхротронов нужны высокочастотные системы, способные генерировать колебания с частотами, изменяю­щимися в несколько раз. Это противоречие и приводит к уже упомянутым техническим трудностям. Здесь следует оговориться, что трудности возникают только при уско­рении тяжелых частиц. В электронных ускорителях такая перестройка ускоряющих станций не нужна, поскольку уже при инжекции скорость электронов мало

Страница 2 of 4« First...23...Last »