Синхроциклотрон

Суш ественно новый этап в развитии наших представлений об атомных ядрах и элементарных частицах начался с постройкой гигантских ускорителей заряженных частиц — фазотронов (синхроциклотронов) и синхрофазотронов. Первый из них был построен в 1947 г. в г. Беркли в США. Второй, более мощный, ускоритель [c.23]

Основные научные работы относятся к ядерной физике и технике ускорения элементарных частиц. Совместно с Ф. X. Абель-СОНОМ при бомбардировке урана нейтронами открыл (1940) первый искусственный трансурановый элемент — нептуний-239. Совместно с Г. Т. Сиборгом и сотрудниками синтезировал (1940) первый изотоп элемента № 94 — плутоний-238. Разработал (1945) теорию фазовой стабильности, которая привела к совершенствованию и значительному повыщению мощности ускорителей элементарных частиц — синхротрона, синхроциклотрона, космотрона и бетатрона. [c.318]

Радиохимический метод основан на выделении продуктов реакций глубокого расщепления в большинстве случаев с изотопными носителями (хотя иногда используются и неизотопные носители). Мишень, как правило, облучается на внутреннем пучке синхроциклотрона, после чего производят ее растворение в присутствии соответствующих инертных (стабильных) носителей. При этом необходимо соблюдать условия, обеспечивающие полный изотопный обмен между введенным носителем и образовавшимися в результате реакции расщепления радиоактивными атомами. Поскольку изотопный обмен между различными валентными формами одного и того же элемента часто протекает медленно, равномерное распределение радиоактивных атомов среди стабильных атомов носителя надежнее и быстрее может быть достигнуто переведением их в одну и ту же химическую форму. Для этого носитель вводят в раствор в низшем устойчивом валентном состоянии, после чего переводят его в высшую форму окисления или наоборот. Подобная операция исключает возможность ошибок за счет неполного изотопного обмена. [c.640]

Отметим, что циклотроны с модулированной частотой могут работать при сравнительно низких напряжениях на дуантах. У шестиметрового советского синхроциклотрона (фазотрона) напряжение на дуантах равно 15 Кв при энергии протонов на [c.144]

ЧТО нарушает условия резонанса. Сохранить эти условия оказалось возможным путем использования принципа синхротрона (В. И. Векслер, 1945 г.), т. е. ускорителя, учитывающего изменение массы частиц. Такой учет осуществляется путем соответствующего изменения либо частоты переменного электрического поля, либо напряженности магнитного, либо того и другого вместе. Различные варианты синхротронов носят названия синхроциклотронов, фазотронов, синхрофазотронов и т. д. Общий вид ускорителя положительно заряженных частиц показан на рис. 228. Для разгона до определенных заданных скоростей электронов сконструирован аналогичный в принципе аппарат —т. н. бетатрон. [c.448]

ЭГа 15 мин. облучения 1 г урана пучком протонов с энергией 680 Мдв на синхроциклотроне Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований образуется 5.10-13 g Pj.212 g активностью 2,5-10 распадов в 1 мин. [c.276]

Фазотроны (синхроциклотроны) шля космотроны (буквально—разгоняющие до энергии космических лучей). Применяются для ускорения тяжелых частиц (протонов, дейтеронов, я-частнц). В них осуществ.лен принцип автофазировки период изменения ускоряющего электрического поля меняется в такт (синхронно) с увеличением массы частиц, зависящим от увеличения скорости их. Первый советский фазотрон Академии наук СССР, построенный в 1949 г., сообщал протонам энергию до 680 Меу. [c.181]

Для облучения склеенных образцов использовали специальные пеналы, кассетные контейнеры и рамочные держатели, размещаемые в зоне облучения. Образцы клеевых соединений в работе [17] облучали на синхроциклотроне и синхрофазотронах в контейнерах, устанавливаемых в вакуумной камере вблизи от мишени. При исследованиях клеев и клеевых соединений учитывали некоторые специфические особенности техники радиационного эксперимента [38]. [c.107]

При всех других принятых условиях испытаний на синхроциклотроне и синхрофазотронах прочность клеев практически не изменяется, что свидетельствует об умеренной радиационной стойкости клея без наполнителя и высокой радиационной стойкости клея с наполнителем. [c.113]

Облучение производилось выведенным протонным пучком синхроциклотрона Объединенного института ядерных исследований (Дубна) с энергией протонов в 660 МэВ. Наводимая активность, как показала проверка, была равномерно распределена в направлении пучка протонов. Последнее обстоятельство вполне понятно ввиду высокой проникающей способности протонов с энергией 660 МэБ. [c.142]

Циклотрон — ускоритель заряженных частиц протонов, дейтронов, тритонов и а-частиц. Частицы разгоняются в электрическом поле до такой скорости, что они могут преодолеть силы отталкивания ядра- мишени . Для той же цели применяются линейные и циклические ускорители. К различным вариантам циклических ускорителей относятся циклотрон, бетатрон, синхротрон, фазотрон и синхроциклотрон. Атомный котел, или атомный реактор, может служить для использования атомной энергии в мирных целях. С его помощью были получены многие радиоизотопы и трансурановые элементы. Выделяющееся при делении ядер тепло используют для превращения воды в пар, который приводит в действие турбины. Таким образом, на атомной энергии могут работать силовые установки, подводные лодки и т. д. В ядерных реакто- 143 [c.143]

Наибольшие энергии частиц в ускорителе типа фазотрона достигнуты на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований. На этой установке протоны ускоряются до энергии 680 миллионов электрон-вольт. Общий вид этой установки показан на рис. 96. [c.246]

Активацию заряженными частицами применяют в тех случаях, когда отсутствует подходящий источник нейтронов или образовавшийся в результате активации радиоизотоп непригоден для работы, например вследствие небольшого значения периода полураспада или слишком малого значения о облучаемого образца. Так, при необходимости определения содержания Mg в образце применяют реакции Mg(a, a) Na и iAg d, a) Na, обладаю-ш,ие высокой чувствительностью. Применение прямой (д, 7)-реакции невозможно вследствие недостаточной чувствительности, а образующийся радиоактивный изотоп 2 Mg с периодом полураспада 9,5 мин очень недолговечен. При определении содержания углерода в железе при помощи ядерных реакций n) N или С(р, 7) N можно установить содержание углерода до 0,1 млн 1. Азот не образует радиоактивных изотопов, пригодных для его определения, но можно определить содержание азота в металлах до 0,1 млн" при бомбардировке образца быстрыми протонами в синхроциклотроне по реакции п) Ю(р+, = 72 с) и N(p, а) С(Р+, Ti/ = 20,4 мин). Для активационного анализа с использованием заряженных частиц можно применять также реактор. При облучении образцов в реакторе в присутствии Li можно, например, определить содержание кислорода в металлах или на поверхности металлов, что очень важно для ряда отраслей промышленности [c.311]

В большинстве (но не во всех) ускорителей секторы обладают спиральными, а не радиальными контурами. Поэтому часто употребляется выражение циклотрон со спиральной дорожкой , хотя более употребительны названия изохронный циклотрон , циклотрон с секторной фокусировкой или с азимутальной вариацией поля (АВП). Определение изохронный отражает то обстоятельство, что в такого рода машине в отличие от синхроциклотрона (см. ниже) время одного оборота (либо частота обращения) сохраняется постоянной, как и в обычном циклотроне, хотя как магнитное поле Н, так и масса М изменяются вдоль траектории иона. Отметим, что во всех циклотронах магнитное поле не меняется во времени. [c.360]

Синхроциклотрон. Другой способ преодоления релятивистского ограничения энергии в циклотронах заключается в модуляции частоты генератора. Несмотря на очевидность такого решения, следующего из основ- [c.361]

Большинство экспериментов на синхроциклотронах состоит в облучении мишеней внутренним пучком энергия бомбардирующих частиц легко варьируется изменением радиуса, па котором расположена мишень (как и в обычных циклотронах). На некоторых синхроциклотронах имеются выведенные пучки, интенсивность которых составляет около 10% тока внутреннего пучка. [c.363]

Уско1)ители тяжелых заряженных частиц синхроциклотрон (Н , 660 МэВ), генератор Ван-де-Граафа (Н" , 2,5 МэВ) циклотрон (О , 20 МэВ), циклотрон (Не +, 42 МэВ). [c.208]

Высокой чувствительности определения натрия в сверхчистом алюминии удалось достигнуть сочетанием протонно-активационного анализа с масс-спектрометрией [1017]. 80 мг образца облучали на синхроциклотроне протонами с энергией 155 МэВ, измеряли -pa-диоактивность газопроточным 4я -счетчиком и рассчитывали количество нуклида Na, образовавшегося по реакции (р, 3p3n) Na. Возгонкой в вакууме натрий из облученного образца наносили на металлическую нить, с помощью масс-спектрометра определяли отношение Na/ Na и рассчитывали количество натрия в анализируемом образце. Для определения не надо знать ни эффективного сечения реакции, ни интенсивности пучка протонов. Чувствительность метода может достигать 10" %. [c.151]

Еще один способ получения астата основан на реакциях расщепления ядер урана или тория при облучении их альфа-частицами или протонами высоких энергий. Так, например, при облучении 1 г металлического тория протонами с энергией 660 Мэв на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований к Дубне получается около 20 микрокюри (иначе 3-10 атомов) астата. Однако в этом случае гораздо труднее выделить астат из слонгнон смеси элементов. Эту нелегкую проблему сумела решить группа радиохимиков из Дубны во главе с В. А. Халки-ным. [c.297]

Одна из действующих установок для систематического производства изотопов методами дейтонной бомбардировки — синхроциклотрон фирмы Филиппе в Амстердаме — приспособлена для работ с внутренним дейтонным пучком. В этом случае дейтоны молшо ускорять до энергий 30 Мэв (а-частицы до 60 Мэв). Средняя интенсивность пучка сравнительно невелика — всего 30—40 мка. В табл. 11-18 приведены ядерные реакции, применяемые на синхроциклотроне для выработки радиоактивных изотопов. [c.717]

При облучении циклотронных мишеней пучком заряженных частиц выделяется энергия мощностью от нескольких сот ватт до десятков киловатт. Так, например, при бомбардировке на синхроциклотроне фирмы Филиппе на поверхности мишени постоянно превращается в тепло 900 вт на окриджском циклотроне выделяемая мощность достигает 22 кет. Чтобы не допустить расплавления или улетучивания образца (что привело бы к ухудшению вакуума в камере циклотрона), материал мишени должен выдерживать высокую температуру, обладать большой теплопроводностью и хорошими вакуумными свойствами. Эти требования легко выполнить при облучении металлов, способных противостоять очень высоким температурам (молибден, вольфрам). Однако подобные случаи встречаются на практике сравнительно редко. Обычно приходится изыскивать методы искусственного повышения отвода тепла с поверхностей термически менее стойких, чем молибден или вольфрам. Одним из способов улучшения теплоотвода является увеличение площади облучения посредством установки млшени под малым углом к пучку. С этой же целью применяют вращающиеся или качающиеся мишени. [c.720]

Метод выделения франция из облученного тория был заимствован из работы [19] с небольшими изменениями. Облученная на синхроциклотроне ториевая мишень помещалась в плексигласовую центрифужную пробирку и мишень растворялась в концентрированной соляной кислоте, добавлялось 2—3 капли плавиковой кислоты, фторид тория отделялся центрифугированием. Затем пробирка охлаждалась и в нее добавлялась охлажденная концентрированная соляная кислота, предварительно насыщенная газообразым хлористым водородом, после чего производилось соосаждение франция с фосфорновольфрамовой (или кредшевольфрамовой) кислотой путем добавления при сильном перемешивании 2—3 капель [c.277]

Исследование эпоксидно-полиэфирных компаундов на основе смол ЭД-20 и ТГМ-3 или ЭД-16 и МГФ-9, отверждаемых полиэтиленполиамином или метилтетрагидрофталевым ангидридом, на устойчивость к воздействию смешанного излучения мощных ускорителей протонов (синхроциклотрона ОИЯИ и синхрофазотронов ИТЭФ и ИФВЭ) и уран-графитового ядерного реактора позволило получить ряд зависимостей физико-механических свойств материалов от условий облучения [17]. Температура при облучении компаундов на ускорителях составляла 20—30°С, относительная влажность — 60%. Образцы, облученные в течение 300—800 суток, находились в контейнерах из алюминия или органического стекла на вакуумной камере вблизи мишени. В генерируемом при работе ускорителей излучении в месте установки образцов преобладали быстрые и сверхбыстрые нейтроны с энергией более 0,32 пДж. [c.99]

Эпоксидно-полиэфирный клей холодного отверждения ЭПКХ на основе смолы ЭД-20 после облучения на синхроциклотроне смешанным потоком у-квантов и быстрых нейтронов с энергией более 0,32 пДж до поглощенной энергии, характеризуемой дозой 41 кДж/кг и потоком 3,5-10 нейтрон/м (в течение 300 суток), а также дозой 67 кДж/кг и потоком 5,7-10 нейтрон/м (в течение 800 суток) увеличивает значение т соответственно на [c.112]

Как впервые было показано В. И. Векслером [83], это ограничение может быть устранено двумя способами периодическим непрерывным модулированием частоты генератора или таким же изменением напряженности магнитного поля. Этот принцип был с успехом применен в циклотронах. Приборы с модуляцией частот называются синхротронами, а с переменным магнитным полем — фазотронами или синхроциклотронами [84]. Самый крупный из описанных в литературе — Калифорнийский фазотрон [85], с диаметром полюсов электромагнита в 430 см, был первоначально построен, как обыкновенный циклотрон. После переоборудования в фазотрон он дает дейтероны в 200 MeV при поле в 15000 эрст. [c.128]

В фазотроне (который также называют синхроциклотроном) автофазировка достигается изменением с периодом порядка 100 циклов в минуту напряжения переменного электрического ускоряющего поля. За время одного циклачастица успевает обернуться нужное число раз, набрать предельную энергию и попасть на мишень. При обратном спадании силы поля ускорения не происходит, так что прибор работает не непрерывно, как циклотрон, а пульсирующими толчками. В настоящее время имеется в действии около десятка фазотронов. Самый крупный построен в Институте ядерных проблем АН СССР под руководством Д. В. Ефремова, М. Г. Мещерякова и А. Л. Минца. Его магнит весит 7000 тонн и имеет сердечник диаметром [c.186]

Область использования циклотрона и бетатрона ограг1ичена быстрым возрастанием массы частиц при их очень больших скоростях (рис. ХУ1-30), что нарущает условия резонанса. Сохранить эти условия можно путем использования принципа синхротрона, т. е. ускорителя, учитывающего изменение массы частиц. Такой учет осуществляется путем соответствующего изменения либо частоты переменного электрического поля, либо напряженности магнитного, либо и того и другого вместе. Различные варианты синхротронов носят названия синхроциклотронов, фазотронов, синхрофазотронов и т. д. При помощи этих ускорителей могут быть получены частицы с энергиями порядка десятков тысяч мэв. Так, серпуховской синхротрон позволяет доводить энергию протонов до 76 млрд. эв (76 Гэв). [c.564]

Элементарные частицы образуются в природе при столкновениях их друг с другом и ядрами атомов, при радиоактивном распаде атомных ядер, а тахже при распаде самих элементарных частиц (см. табл.). Некоторые элементарные частицы пол> ают искусственно в ускорителях заряженных частиц (синхрофазотрон, или синхроциклотрон, мощность млрд. эв) протоны и другие частицы приобретают высокие энергии и направляются на мишень (материал металл, углерод и др.) в результате взаимодействия частиц высоких энергий с ядрами атомов мишени образуются различные элементарные частицы. [c.523]

Нагрудные кассеты с фотопленкой. В почти любом ядернофизическом или радиохимическом учреждении персонал снабжен, как правило, кассетами (в виде нагрудного значка), содержащими фотопленку, которая непрерывно регистрирует общее облучение тела и дает интеграл по некоторому промежутку времени, обычно за неделю. Для целей р- и у-дозиметрии часто используется обыкновенная рентгеновская пленка, применяемая в зубоврачебной технике. Чтобы получить информацию о типе и энергии излучения, на определенных участках пленки размещаются различные фильтры (пластик, алюминиевая или кадмиевая фольга). Проявление, калибровка и расчет дозы производятся согласно указаниям, сопровождающим данный тип пленки. Кассеты можно носить на запястье или даже вмонтировать их в надеваемое на палец кольцо, что позволяет осуществлять более точный контроль облучения руки. Поскольку обычные фотопленки недостаточно хорошо чувствуют поток тепловых нейтронов, изготовляются специальные пленки нормального состава, насыщенные бором. Быстрые нейтроны и излучения очень высоких энергий (от синхроциклотронов, протонных синхротронов и т. д.) также можно мониторировать с помощью ядерных эмульсий — для этого нужно прибегнуть к подсчету треков. [c.165]

Циклотрон. По-вйдимому, наиболее удачным сооружением для ускорения положительных ионов до энергий в миллионы электронвольт явился циклотрон, предложенный Лоуренсом в 1929 г. Эта машина претерпела замечательное развитие [4] от первой модели, ускорявшей протоны до 80 кэв (1930 г.), до современных гигантских синхроциклотронов, сообщающих протонам энергию вплоть до 700 Мэв. [c.356]

Как только был понят принцип фазовой устойчивости, в циклотроны стали вводить частотную модуляцию — сначала в Беркли, а затем и в других лабораториях. В настоящее время действуют по меньшей мере 18 циклотронов с частотной модуляцией (ЧМ) или синхроциклотронов, как их обычно называют (причем восемь из них — в США). Крупнейшие из этих машин находятся в Беркли, ЦЕРНе (Женева) и Дубне (близ Москвы), и все они ускоряют протоны до 600—700 Мэв 184-дюймовый ( 470 см) синхроциклотрон в Беркли можно использовать также и для ускорения. дейтронов (до 450 Мэв) и ионов гелия (до 900 М в) для этого используются сменные генераторы различных частот. Для ускорения протонов до 700 Мэв частота должна уменьшаться в течение каждого цикла примерно на половину своей начальной величины. В большинстве синхроциклотронов частотная модуляция осуществляется с помощью вращающегося конденсатора, включенного в контур генератора. Ясно, что для успешного ускорения ионы должны начинать свой путь по спирали в момент времени, соответствующий максимальной частоте (или почти в этот момент). Поскольку ионы захватываются на стабильные орбиты лишь в течение примерно 1 % длительности ВЧ-цикла, пучок состоит из последовательных импульсов. Поэтому ток пучка ионов в таких ускорителях меньше, чем в обычных циклотронах или в циклотронах с секторной фокусировкой. [c.362]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология