Введение. Движение заряженных частиц в магнитном поле

то

При небольших энергиях вместо релятивистской массы m можно подставлять массу покоя частицы m0. В этом слу­чае период определяется только свойствами частицы (ее массой и зарядом) и величиной магнитной индукции и не зависит от меняющейся во время ускорения кинетической энергии частицы. Ускоряющее поле одной и той же часто­ты сопровождает ускоряемые частицы от инжекции до эжекции — до вывода ускоренных частиц из циклотрона-

Найдем частоту ускоряющего поля для протонов при поле 2 Тл:

При такой частоте длина волны электромагнитных коле­баний составляет около 10 м. Этот размер сравним с ра³~ мерами системы. Дуанты, имеющие диаметр менее 1 м, еще можно с известной натяжкой рассматривать как оди­ночный элемент, но дуант вместе с подходящими к нему питающими стержнями уже так рассматривать нельзя . Высокочастотная система циклотрона нагружается на резонансный контур, в состав которого входит сосредотоная емкость (емкость дуанта на заземленную вакуумную камеру и распределенные индуктивность и емкость под­водящих напряжение стержней. В циклотроне, таким образом, осуществляется некоторый средний случай — его ускоряющая система не является ни классическим резо­нансным контуром, в котором емкость и индуктивность существуют раздельно, пи резонатором в обычном смысле этого слова — в резонаторе емкость и индуктивность при­сущи каждому его участку.

Рис 14 Циклотрон Физико энергетического института.

Источником ускоряемых частиц в циклотроне служит электрический дуговой разряд, горящий в центре вакуум­ной камеры. Этот разряд непрерывно ионизует подводи­мый по оси камеры газ (в протонных циклотронах — во­дород). Образующиеся при ионизации водорода протоны подхватываются электрическим полем и начинают свой спиральный путь, приводящий их к выводному участку камеры, закрытому тонкой металлической фольгой. Про­низывая ее, протоны выходят из циклотрона. Пока одни частицы описывают последние витки спирали, другие на­ходятся в середине пути, а третьи — его только начинают. Поток частиц выходит из циклотрона непрерывно, по он разбит на мелкие сгустки, соответствующею «правильной» фазе ускоряющего поля. Частота следования сгустков