Интенсивность ускоренных пучков

Одной из важнейших проблем, которые возникают при сооружении ускорителей, является проблема интенсивно­сти. Эта проблема всегда представляет первостепенный интерес. В ускорителях инженерного применения интен­сивность прямо связана с коэффициентом полезного дей­ствия. Питание магнитов и ускоряющих станций всегда требует серьезных энергетических затрат. Эти затраты очень слабо зависят от интенсивности, поэтому с ее уве­личением к. п. д. ускорителей быстро возрастает.

В крупных кольцевых ускорителях коэффициент по­лезного действия столь ничтожен, что о нем никто даже и не вспоминает, но проблема интенсивности стоит не менее остро. Большие ускорители стоят очень дорого. Если уж какая-нибудь страна или объединение несколь­ких стран — после многих лет обсуждения — решились построить большой ускоритель, то нужно его получше ис­пользовать. Пучок ускоренных частиц делится, как пра­вило, между несколькими экспериментальными установ­ками, работающими параллельно. Чем больше интенсив­ность, тем больше работ может выполняться одновременно,

Особенно важно иметь высокую интенсивность в уста­новках со встречными пучками. В самом деле, число по­лезных событий (например, событий, при которых гене­рируются новые частицы) в обычных ускорителях про­порционально интенсивности в первой степени, а число полезных событий в установках со встречными пучками пропорционально квадрату интенсивности. Это нетрудно понять, если заметить, что число соударений частиц во встречных пучках пропорционально интенсивности каждо­го из сталкивающихся пучков. На самом деле паше ут­верждение не вполне точно. Число соударений пропор­ционально квадрату интенсивности при заданной площади поперечного сечения пучков. Если увеличивать интенсив­ность вместе с площадью поперечного сечения (сохраняя неизменной плотность частиц), то число полезных событий растет, конечно, как площадь, т. е. как первая степень интенсивности. Мы приходим, таким образом, к очень су­ровому требованию; нужно всячески увеличивать число частиц в пучках, по возможности не увеличивая занимаемого ими фазового объема, т. е. нужно увеличивать не только число частиц, но и их плотность, а это, как мы уже знаем, еще намного труднее.

Мы уже говорили выше о том, что при движении час­тиц в ускорителях фазовый объем, занимаемый пучком, не меняется. Некоторое уменьшение размеров пучка, прав­да, происходит из-за адиабатического сжатия, но это сжа­тие невелико и его невозможно искусственно усилить. Кроме того, фазовый объем, занимаемый сучком, всегда имеет тенденцию увеличиваться из-за разного рода помех: прохождения мелких резонансов высоких порядков, элек­трических шумов в ускоряющих устройствах и т. д. Не­сколько лучше обстоит дело в электронных

Страница 1 of 212