Введение. Движение заряженных частиц в магнитном поле

которых стоят ускоряющие станции, устройства для ввода и вывода частиц, корректирующие устройства и т. д. Среднее магнитное поле в таких уско­рителях составляет около 1,2 Тл. Подставляя в (25) зна­чение В— 2 Тл для циклотронов и 1,2 Тл для других уско­рителей, найдем:clip_image018

(R — в метрах, рс — в электронвольтах).

Приведем некоторые оценки для протонных ускорите­лей. Рассмотрим циклотрон, предназначенный для ускоре­ния протонов до энергии К=20 МэВ (нерелятивистский случай). Импульс протона с энергией 20 МэВ равен

clip_image020

Радиус последнего витка равен, следовательно,

clip_image022

clip_image024

Фазотрон Лаборатории Ядерных Проблем в г. Дубне ускоряет протоны до энергии 680 МэВ. Найдем импульс протонов с помощью формулы (24) и радиус орбиты при помощи первой из формул (26):

Оценим радиус ускорителя в г, Протвино (под Серпу­ховом), ускоряющего протоны до энергии 70 ГэВ. В фор­муле (24) можно пренебречь т0сг по сравнению с рсющие электроды. Они по форме похожи на плоскую кон­сервную банку. Чтобы получить электроды, эту банку надо положить на стол, разрезать сверху вниз по диамет­ру и слегка раздвинуть половинки так, чтобы между ними образовалась щель. Каждая из половинок образует элек­трод. К электродам подводится высокочастотное ускоря­ющее напряжение. Как видно из рисунка, при наблюде­нии сверху электроды напоминают по форме две ла­тинские буквы D. Они называются дуантами. Щель между дуантами представляет собой ускоряющий зазор.

Дуанты в циклотроне играют ту же роль, что дрей­фовые трубки в линейном ускорителе. Пока траектория частиц проходит внутри дуантов, ускоряемые частицы за­щищены от действия электрического поля, а когда поле в ускоряющем зазоре приобретает нужное направление и величину, частицы вылетают из дуанта, ускоряются в зазоре и прячутся в другой дуант. Таким образом проис­ходит ускорение.

Рассчитаем период обращения частиц в циклотроне. Частица, движущаяся со скоростью v, проходит окруж­ность радиуса R за время 2пиR/v. Так как v=eBR/m (cm. (21)),

Страница 3 of 6« First...34...Last »