Википедия

Циклотрон: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
Метки: с мобильного устройства из мобильной версии через расширенный мобильный режим
отклонены последние 2 изменения (Тот же город) причины те же, обсуждать предлагаю на странице участника
Строка 1:
[[Файл:Cyclotron.jpg|thumb|Современный циклотрон, используемый для [[Радиотерапия|радиационной терапии]]]]
[[Файл:1937-French-cyclotron.jpg|thumb|Французский циклотрон, сделанный в Швейцарии в 1937 году]]
'''Циклотро́н''' (''от'' {{D-|[[цикл]]}} + [[электрон|<s>элек</s>трон]]) — [[Резонанс (значения)|резонансный]] циклический [[Ускоритель заряженных частиц|ускоритель]] не[[Релятивистская частица|релятивистских]] тяжёлых заряженных частиц ([[протон]]ов, [[ион]]ов), в котором частицы движутсядвигаются в постоянном и однородном [[магнитное поле|магнитном поле]], а(т.е. для их ускорения используется высокочастотное [[электрическое поле]] неизменной частоты).
 
== Принцип действия ==
В циклотроне тяжёлые ускоряемые частицы (протоны, ионы) [[инжектор|инжектируются]] в [[камера|камеру]] вблизи её центра.
После этого они движутся внутри полости двух чуть раздвинутых полуцилиндров ([[дуант]]ов), помещённых в вакуумную камеру между полюсами сильного [[электромагнит]]а. Однородное магнитное поле этого электромагнита искривляет траекторию частиц.
[[Ускорение (увеличение энергии)]] движущихся частиц происходит в тот момент, когда они оказываются в зазоре между дуантами — в этом месте на них действует [[электрическое поле]], создаваемое электрическим [[генератор сигналов|генератором]] высокой частоты, которая совпадает с частотой обращения частиц внутри циклотрона ([[циклотронная частота|циклотронной частотой]]). При не слишком больших (нерелятивистских) скоростях эта частота не зависит от энергии частиц:
 
<math>\omega_c = \frac{eH}{mc}</math> (в системе [[СГС]]),
 
так что в зазор между дуантами частицы попадают всегда через один и тот же промежутокмомент времени. Получая каждый раз при этом некоторое приращение скорости, они продолжают своё движение дальше по окружности всё большего радиуса, такими образомтраектория их траекториядвижения образует плоскую раскручивающуюся [[спираль]]. На последнем витке этой спирали включается дополнительно отклоняющее поле, и пучок ускоренных частиц выводится наружу<ref name="Эксперимент" />.
Поскольку задающее орбиту пучка магнитное поле неизменно, и ускоряющее высокочастотное электрическое поле в процессе ускорения частиц также не меняет параметров, циклотрон может работать в непрерывном режиме: все витки спирали заполнены частицами пучка ионов.
 
=== Фокусировка пучка ===
Строка 44:
== Некоторые циклотроны ==
[[Файл:LawrenceCyclotronMagnet.jpg|thumb|right|27-дюймовый циклотрон]]
Первый циклотрон был создан в [[1930 год в науке|1930 году]] американскими физиками [[Лоуренс, Эрнест Орландо|Э.&nbsp;Лоуренсом]] и [[Ливингстон, Милтон Стэнли|С.&nbsp;Ливингстоном]]. Это был маленький ускоритель диаметром4-дюймового около 10 смдиаметра на энергию 80 [[кэВ]], для проверки принципов резонансного ускорения<ref>[http://www.nap.edu/html/biomems/mlivingston.pdf Milton Stanley Livingston], A biographical memoir by Ernest D. Courant.</ref>. В 1931—32 году была создана более серьёзная машина, диаметр циклотрона составил 25&nbsp;см («11-дюймовый циклотрон»); достигнутая кинетическая энергия протонов в их экспериментах составила 1,2 [[МэВ]].<ref name="Эксперимент"/><ref name="phys_rew_40_19"/>
 
В [[1932]] году этими же учёными была создана ещё более крупная машина, размером 69&nbsp;см (27 [[дюйм]]ов), на энергию протонов 5 МэВ<ref name="phys_rew_45_608">[http://prola.aps.org/pdf/PR/v45/i9/p608_1 The Multiple Acceleration of Ions to Very High Speeds]{{Недоступная ссылка|date=Апрель 2018 |bot=InternetArchiveBot }}, Ernest O. Lawrence, M. Stanley Livingston, Phys. Rev., 45, 608, 1934.</ref><ref name="ufn_8_1937">[http://ufn.ru/ufn37/ufn37_8/Russian/r378_f.pdf Циклотрон], Е. О. Лоуренс, Д. Куксей, УФН, (8), 1932.</ref>. Эта установка активно использовалась в экспериментах по исследованию [[Ядерная реакция|ядерных реакций]] и [[Искусственная радиоактивность|искусственной радиоактивности]].<ref name="Эксперимент" />
Строка 50:
Строительство первого в Европе циклотрона ([[циклотрон Радиевого института]]) проходило в Радиевом институте ([[Ленинград]]) в период 1932—1937 гг. Начинали работу над проектом учёные [[Гамов, Георгий Антонович|Г. А. Гамов]] (в дальнейшем эмигрировавший в США) и [[Мысовский, Лев Владимирович|Л.&nbsp;В.&nbsp;Мысовский]], в дальнейшем участвовали и другие сотрудники физического отдела института под руководством [[Хлопин, Виталий Григорьевич|В. Г. Хлопина]]. Работы вели Г. А. Гамов, [[Курчатов, Игорь Васильевич|И. В. Курчатов]] и Л. В. Мысовский, установка создана и запущена в 1937 году.<ref>[http://www.khlopin.ru/memorial.php Мемориал] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20091204153521/http://www.khlopin.ru/memorial.php |date=2009-12-04 }}. [[Радиевый институт имени В. Г. Хлопина]]</ref><ref>[http://www.khlopin.ru/hronology.php Хронология] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130729223408/http://www.khlopin.ru/hronology.php |date=2013-07-29 }}. Радиевый институт имени В. Г. Хлопина.</ref>
 
Крупнейший в мире циклотрон — циклотрон лаборатории [[TRIUMF]] в [[Университет Британской Колумбии|Университете Британской Колумбии]], в Ванкувере (Канада). Магнит этого циклотрона, ускоряющего ионы H<sup>−</sup> до энергии 500 МэВ, весит 4000 тонн и создаёт поле 46004,6 [[гаусс (единица измерения)|Гскгс]]. Ускоряющее электрическое ВЧ-поле имеет частоту 23 [[МГц]] и амплитуду напряжения 96 [[Киловольт|кВ]]; выпускаемый ток составляет 300 [[Микроампер|мкА]]. Выпуск осуществляется с помощью обдирки электронов при прохождении через [[графит]]овую [[Фольга|фольгу]].
 
== См. также ==
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Циклотрон