Автофазировка

Описанные затруднения, кладущие на первый взгляд практический предел возможности циклотрона, были преодолены советским физиком В. И. Векслером, установившим принцип автофазировки ионов. [c.143]

Существование затухающих колебаний фазы нерезонансных частиц — важнейшее свойство фазотрона (ускорителя, в котором используется модуляция частоты электрического поля), синхротрона и ряда других ускорителей, предложенных В. И. Векслером. Многие поступающие из ионного источника в ускоритель частицы автоматически исправляют свою входную фазу так, чтобы она соответствовала синхронизму процесса ускорения. В. И. Векслер назвал это свойство резонансных ускорителей автофазировкой. Именно оно позволяет получать в ускорителях с переменным электрическим или магнитным полями (синхротроны) на выходе пучки ионов с интенсивностью, не равной нулю. [c.144]

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]

В 1944—1945 гг. был открыт принцип автофазировки, что определило дальнейшие успехи в технике получения очень быстрых частиц. Применение его к циклотрону позволило получать частицы в сотни Мэв, а в последнее время — до десяти Бэв (- биллион электрон-вольт = 10 Мэв = 10 эв). Применение сверхбыстрых частиц сразу привело к новым крупным открытиям и значительно помогло выяснению природы и свойств элементарных частиц . [c.181]

Выход из этого затруднения был найден в 1944 г. В. И. Векслером [20, 413] и независимо от него немного позже Мак-Милланом [414[. Ими было показано, что при медленном изменении электрического или магнитного поля можно создать условия, при которых соответствие между периодами переключения тока и периодами оборота частиц автоматически сохраняется, несмотря на переменную массу. При таком режиме происходит так называемая автофазировка, и релятивистские затруднения отпадают. Эти работы положили начало быстрому развитию техники ускорителей, приведшему к созданию гигантских современных приборов, в которых частицы достигают энергии, сравнимой с энергией частиц в космических лучах. [c.186]

Синхронизацию частиц можно достигнуть несколькими способами. Проще всего было бы увеличивать силу магнитного поля от центра сердечника к периферии. Тогда запаздывание частиц, вызванное увеличением массы со скоростью, компенсировалось бы увеличением скорости с силой поля. Этот способ, однако, на практике соверщенно неприменим, так как для стабильности оборотов частиц в коробке, наоборот, нужно, чтобы магнитное поле немного уменьшалось от центра к периферии. Практическое решение задачи автофазировки достигается медленным (по сравнению с периодом ускоряющего поля) периодическим изменением силы электрического или магнитного поля. Оба способа были применены первый в фазотроне и второй в синхрофазотроне. Рассмотрим кратко принцип действия обоих приборов. [c.186]

Если приращение массы частицы за время одного оборота точно компенсируется увеличением за то же время силы ускоряющего поля, то, очевидно, период оборота частицы остается постоянным, и синхронность не нарушается. Расчеты показывают, что частицы, первоначально не удовлетворяющие этому условию, также через короткое время автоматически входят в синхронный режим и что это происходит со всеми частицами независимо от вида зависимости силы поля от времени. То же происходит при медленном периодическом изменении магнитного поля. В этом заключается принцип автофазировки. [c.186]

Движение всех частиц по одному радиусу при сохранении автофазировки создает огромные преимущества, так как при этом сплошная коробка может быть заменена кольцевой, помещенной в зазоре башмаков также кольцевого электромагнита. Замена сплошного магнита кольцевым очень сильно уменьшает вес электромагнита и необходимую для его питания мощность тока. Таким образом, в синхрофазотроне устраняется основное затруднение, препятствующее увеличению энергии частиц в фазотронах. Поэтому, хотя синхрофазотрон требует очень тщательного конструктивного выполнения и такого же соблюдения режима работы, он сейчас служит основным прибором для получения сверхбыстрых тяжелых частиц. Для того чтобы в нем все частицы удерживались на том же радиусе, они должны быть предварительно ускорены. Это достигается применением линейных ускорителей. [c.187]

Для получения электронов с энергией свыше 50—100 Мэв бетатрон непригоден. Для этого служит синхротрон — видоизменение циклотрона, в котором автофазировка достигается медленной модуляцией магнитного поля,. Выше 3 Мэв электроны имеют почти постоянную скорость, практически равную скорости света. Поэтому в коробке циклотрона они оборачиваются с постоянным радиусом. Это позволяет, как и в синхрофазотроне, заменить сплошную камеру узкой кольцевой, что очень сильно уменьшает вес магнита и мощность, необходимую для его питания. Электроны предварительно ускоряются до 2—3 Мэв в том же приборе, по принципу бетатрона, на дополнительном сердечнике. [c.188]

Сооружение этих установок стало возможным после открытия в 1944 г. советским физиком В. И. Векслером и, независимо от него, в 1945 г. американским физиком Мак-Милланом явления автофазировки частиц. Сущность этого явления заключается в том, что расстройство синхронизации между частотой вращения частицы и частотой изменения ускоряющего поля не приводит к полному выводу частицы из синхронизации. Оказывается, частота вращения частиц то опережает частоту изменения поля, то запаздывает по отношению к нему. Благодаря явлению автофазировки появляется возможность исправлять движение частиц путем периодического изменения частоты электрического поля или напряженности магнитного поля. [c.246]

Конечно, для системы невзаимодействующих частиц простое изменение описания не дает возможности исследовать качественно новые эффекты. Однако даже здесь применение общих теорем механики типа теоремы Лиувилля иногда приводит к неожиданным ре- зультатам. В качестве примера можно упомянуть механизм ускорения фазовым смещением . Он долгое время оставался незамеченным, хотя в принципе полностью описывается обычной теорией автофазировки, насчитывающей уже 25 лет, но приспособленной для описания долговременного резонансного воздействия волны на частицу. В терминах же теоремы Лиувилля этот механизм настолько очевиден, что требует для своего объяснения полстраницы текста. [c.4]

В разработке схем и принципов действия этих сложных установок применительно к специфике тех или иных ускоряемых частиц выдающуюся роль сыграли советские ученые. Принцип действия бетатрона был предложен независимо от иностранных ученых Терлецким приоритет важного иринцина автофазировки (применяемой в синхротронах и синхрофазотронах) принадлежит В. И. Векслеру (1944). [c.182]

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]

В синхрофазотроне автофазировка достигается медленным изменением напряженности магнитного поля с периодом в несколько секунд. Если при этом соответственно подобрать частоту ускоряющего электрического поля, то можно не только достигнуть автофазировки, но и заставить все частицы оборачиваться с постоянным радиусом независимо от их энергии. Действи- [c.186]

С 1940 г. до настоящего времени в разных странах были синтезированы трансурановые элементы до атомного номера 102. В 1942 г. Э. Ферми впервые осуществил управляемую реакцию деления ядер урана в ядерном реакторе. В 1944—1945 гг. В. И. Векслер и Е. М. Макмиллан открыли принцип автофазировки в ускорении зарян<енных частиц. С 1946 г. в СССР, США и Англии создаются различные типы ускорителей элементарных частиц. В 1954 г. в СССР была создана первая в мире атомная электростанция. [c.237]

При больших энергиях, кроме массы покоя, нужно рассматривать электромагнитную массу движения, возрастающую по мере раскручивания ионов. В таких условиях время обращения ионов начинает возрастать с возрастанием радиуса, и ускорение при помощи циклотрона оказывается невозможным. Казалось, что это явление кладёт предел возможности ускорительной техники. Однако в 1944 г. В. И. Векслер предложил новый принцип автофазировки ускоряемых частиц, который даёт возможность, меняя частоту ускоряющего электрического поля или величину магнитного поля во время ускорения частицы, повысить предел ускорения заряженных частиц до сотен и тысяч Мэв. За последние годы в СССР и за рубежом было сооружено большое число различных сверхускорителей , и в литературе уже появилось много сообщений о ядерных реакциях, возникающих под действием ядерных частиц высоких энергий — до 5000 Мэе, [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология