Выбор энергии ускорителей

Мы теперь подготовлены к рассмотрению вопроса о том, какова должна быть энергия ускорителей. Ответ на этот вопрос, конечно, зависит от цели, для которой уско­ритель строится. Если речь идет об ускорителях для технических целей, то выбор энергии чаще всего зависит от технологических соображений. Рассмотрим, например, ускорители, предназначенные для обеззараживания зер­на или для стерилизации медицинского оборудования. В обоих случаях ускоренные частицы (в нашем случае — электроны) нужны для того, чтобы вызвать в белковых молекулах химические изменения. Как уже говорилось в начале пункта 1.1, для этого достаточно энергии в не­сколько электронвольт. На практике, однако, для этих целей применяются ускорители на энергии несколько миллионов или даже десятков миллионов электронвольт. Такая энергия нужна не для самого воздействия на ве­щество, а для того, чтобы доставить электроны «к полю битвы». Измеренный в сантиметрах пробег электронов в воде, грубо говоря, вдвое меньше, чем их энергия, вы­раженная в мегаэлектронвольтах. Чтобы пройти через сантиметровый водный слой, электроны должны иметь энергию, но меньшей мере, 2 МэВ. (Пробеги электронов в других веществах в первом приближении могут быть пересчитаны из их пробега в воде путем деления на плотность этих веществ.) Таким образом, энергия уско­рителей в нашем случае определяется толщиной слоя, подвергаемого обработке, т, е. технологическими сообра­жениями.

Перейдем к ускорителям, предназначенным для ис­следования свойств атомных ядер. И в этом случае энер­гия, которую должны иметь ускоряемые частицы, прежде всего определяется «условиями доставки». Заметим, что для исследования атомных ядер электроны применяются

но очень часто из-за того, что на них не действуют ядер­ные силы. Взаимодействие ядер и электронов определяет­ся электромагнитными силами и поэтому оказывается сравнительно слабым. Ядерные реакции возбуждаются намного эффективнее, если применять для бомбардировки атомных ядер протоны, нейтроны и ядра легких атомов. Нейтроны не обладают электрическим зарядом, и мы их ускорять но умеем. Протоны и ядра заряжены положи­тельно. Они отталкиваются друг от друга. Энергия части­цы-снаряда должна быть достаточной для того, чтобы преодолеть это отталкивание. В противном случае элек­тростатические силы разводят «снаряд» и «мишень» еще до того, как сможет произойти ядерная реакция меж­ду ними.

Оценим энергию, которую должен иметь протон — или другая частица-снаряд,— чтобы проникнуть в ядро эле­мента, лежащего в средней части таблицы Менделеева, например изотопа олова “oSn (число Z, написанное при химическом символе слева вверху, обозначает порядковый номер элемента или, что то же, заряд ядра, а нижнее число А указывает атомный вес

Страница 1 of 512...Last »