Ускорители заряженных частиц.
Свойство независимости периода от скорости обращения используют для того, чтобы превратить траекторию ускоряемой частицы в спираль и уменьшить размеры ускорителя. Такой принцип положен в основу работы циклотрона - родоначальника целого семейства ускорителей с магнитным полем: синхротрона, синхрофазотрона и т.д.
Ускорительная камера циклотрона представляет собой вакуумную цилиндрическую коробку, помещенную между полюсами сильного электромагнита. Камера состоит из двух металлических половинок - дуантов, между которыми создается с помощью генератора переменное электрическое напряжение с амплитудой порядка (поле только в зазоре). Частицы вводятся внутрь камера с помощью специального впускного устройства (А).
При каждом пересечении зазора частица приобретает энергию DE1 = qU. За N оборотов DE = qUN, DEmax~107эВ.
Большая энергия в циклотроне не может быть достигнута: как следует из теории относительности: m = f(V), а при росте массы уменьшается частота обращения.
В синхроциклотронах (фазотронах) медленно уменьшается частота подаваемого напряжения.
Фазотрон - изменяется n.
В синхротронах меняется индукция магнитного поля .
Синхротрон - изменяется
В синхрофазотронах - изменяется n и B.
DE~109 - 1010 эВ.
Ускорители заряженных частиц - устройства, в которых создаются и управляются пучки высокоэнергетических заряженных частиц под действием электрических и магнитных полей.
Принцип автофазировки предложены советским физиком Векслером (1944 г.) и американским Мак-Милланом (1945 г.).
Магнитогидродинамический (МГД) генератор - установка для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую (создан в 50-х годах).
Это источник тока, принцип действия которого основан на действии магнитного поля на заряженные частицы плазмы электролитов и жидких металлов. Плазма представляет собой поток раскаленного газа, все молекулы которого ионизированы высокой температурой (~2000K).
Поток плазмы, проходя через расширяющееся сопло, ускоряется до 2000-2500 м/с и попадает в сильное магнитное поле, разделяющее положительные и отрицательные заряды, отбрасывая их на электроды. При этом во внешней цепи возникает электрический ток.
т.к. Tпл >>Твн.среды, h - велико.
Применение:
1) в ускорителях;
2) в НГД - генераторах;
3) датчиках Холла;
4) для осуществления управляемых термоядерных реакций;
5) при регистрации и исследовании заряженных частиц;
6) в магнетронах.
Дата добавления: 2016-11-04; просмотров: 1691;