Ускорители элементарных частиц

Заряженные бомбардирующие частицы, как, например, альфа-частицы, должны иметь очень большую скорость, чтобы преодолеть электростатическое отталкивание между ними и ядром-мишенью. Чем больше заряд бомбардирующей частицы или ядра-мишени, тем большей скоростью должна обладать бомбардирующая частица, чтобы вызвать ядерную реакцию. В связи с этим разработано много методов ускорения заряженных частиц с использованием сильных магнитных и электростатических полей. Такие методы осуществляются с помощью ускорителей элементарных частиц, носящих название циклотрон и синхротрон. Принципиальная схема действия циклотрона показана на рис. 20.4. Частицы, предназначенные для бомбардировки исследуемых ядер, вводят в вакуумную камеру циклотрона. Затем их ускоряют, прикладывая попеременно положительный и отрицательный потенциалы к полым О-образным электродам. Магниты, расположенные выше и ниже этих электродов, заставляют частицы двигаться по спиральным траекториям до тех пор, пока они в конце концов не выходят из циклотрона и не ударяются о вещество, играющее роль мишени. Ускорители элементарных частиц нашли применение главным образом для выяснения ядерной структуры и синтеза новых тяжелых элементов. [c.252]

Резерфорд доказал протекание этой реакции, регистрируя испускаемые при этом протоны. В данной реакции а-частицы сливаются с ядрами азота с образованием неустойчивого и возбужденного промежуточного продукта, 9 F, который затем распадается на кислород и протон. В ядерных реакциях, подобных осуществленной Резерфордом, трудно заставить заряженную частицу подойти к ядру на достаточно близкое расстояние, чтобы произошла реакция. Одна из главных целей, преследовавшихся при создании ускорителей элементарных частиц, таких, как линейный ускоритель и циклотрон, заключалась в получении пучков положительно заряженных ядер, обладающих достаточной энергией, чтобы заставить их реагировать с ядрами мишени. [c.421]

Элементы с еще большими атомными номерами обычно получают в небольших количествах в ускорителях элементарных частиц. Например, кюрий-242 образуется при бомбардировке мишени из плутония-239 ускоренными альфа-частицами [c.253]

Применение ФС и пресс-материалов на их основе представляет большой интерес для изготовления деталей оборудования ядерных реакторов и ускорителей элементарных частиц, а также различных элементов космических кораблей. Полимеры, применяемые в этих областях техники, наряду с высокой термостойкостью должны обладать еще н стойкостью к воздействию радиации. [c.106]

В это уравнение входит скорость света с, равная 3,0-10 м/с. Смысл уравнения Эйнштейна заключается в том, что при ядерных реакциях частица массой т может превратиться в излучение с энергией Е (подробнее об этом см. гл. 24). Например, расщепление ядра атома гелия на четыре составляющие его элементарные частицы требует затраты энергии 4,5-10 Дж, и при этом масса четырех полученных частиц возрастает соответственно на 5-10 г. Такие взаимные превращения массы и энергии происходят в циклотронах и других ускорителях элементарных частиц на них основано действие ядерных источников энергии (атомных электростанций) и ядерного оружия. [c.33]

Перегретое состояние чувствительно к излучению и используется для фиксирования траекторий частиц. Перегрев жидкости практически осуществляется путем ее расширения тем или иным способом. Простейший способ — сброс давления газа. Широко применяются механические системы, изменяющие объем сосуда (мембраны, сильфоны, поршни). Работа камеры обычно синхронизируется с работой ускорителя элементарных частиц. Снижение давления (процесс 1—2) происходит за время 10 мсек. Затем камеру проходит пучок частиц, перегретое состояние продолжается 5—10 мсек, диаметр пузырьков вырастает до 0,1 л<л< и они фотографируются. Следующий этап — рекомпрессия по линии 2—4—1, за —10 мсек восстанавливается начальное стабильное состояние. Этот рабочий цикл периодически повторяется. [c.244]

Золото и его сплавы стали конструкционным материалом не только для миниатюрных радиоламп и контактов, но м для гигантских ускорителей элементарных частиц. Ускоритель, как правило,— это огромная кольцевая камера — труба, свернутая в баранку. Чем большее разрежение удается создать в такой трубе, тем дольше могут жить в ней элементарные частицы. Трубы изготовляют из нержавеющей стали, выплавленной в вакууме. Внутреннюю поверхность трубы полируют до зеркального блеска — при такой поверхности легче поддерживать глубокое разрежение. [c.231]

Давление в ускорителе элементарных частиц не превышает миллиардных долей атмосферного. Излишне объяснять, насколько сложно поддержать в гигантской баранке такой вакуум, тем более что в баранке имеются отводы, рукава, стыки. [c.231]

Радиоактивности Все актиноиды радиоактивны. Элементы до Z => 94 найдены в земной коре остальные элементы получены (начиная с 1940 г) искусственно с помощью ядерных реакций в ускорителях элементарных частиц. Относительно долгоживущими являются следующие радионуклиды (в скобках указан период полураспада) Th (1,4-10 лет), (4,47- [c.407]

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]

В настоящее время действуют мощные установки, называемые ускорителями элементарных частиц. В них энергия бомбардирующих частиц усиливается до нескольких миллиардов электрон-вольт . При этом изменяется состав атомных ядер облучаемых химических элементов и получаются другие. Такие превращения называются ядерными. [c.66]

Стабильными являются следующие фундаментальные частицы — фотон, электрон, электронное нейтрино, и-кварк, и их античастицы. Из них в основном образован окружающий нас мир — например, свободные протоны, ядра и атомы. Другие фундаментальные частицы нестабильны и распадаются с рождением стабильных частиц. Они существовали на ранних стадиях рождения Вселенной, в первые моменты после Большого взрыва . Теперь их можно обнаружить только при высокоэнергичных взаимодействиях стабильных частиц — в космических лучах, с помощью ускорителей элементарных частиц и при ядерных превращениях. [c.696]

Рис. 2. Калибровочные кривые определения кислорода в титане на различных ускорителях элементарных частиц

В последнее время наряду с радиоактивными нуклидами в качестве источников излучения радиационно-химических установок начинают использовать ускорители Элементарных частиц и радиационные контуры при ядер-ных реакторах. Однако число радиоизотопных радиационно-химических установок остается пока преобладающим. [c.3]

Золото и его сплавы стали конструкционным материалом не только для миниатюрных радиоламп и контактов, но и для гигантских ускорителей элементарных частиц. Ускоритель, как правило, — это огромная кольцевая камера — труба, свернутая в баранку. Чем большее разрежение удается создать в такой трубе, тем дольше могут [c.193]

Первые опыты по осуществлению искусственных ядерных реакций показали, что для этой цели желательно применять частицы, обладающие большими энергиями. Эти энергии должны значительно превышать энергии частиц, образующихся при естественном радиоактивном распаде. Возникла задача создания ускорителей элементарных частиц, которая была решена к 1932 г. Первые ускорители доводили энергию протонов до 0,7 Мэе. В настоящее время известны ускорители, повышающие энергию элементарных частиц до 20 ООО Мэе. [c.32]

Актуальность разработки физических методов определения неметаллических примесей и, прежде всего, кислорода в полупроводниках и металлах в настоящее время не вызывает сомнений. Одним из таких методов является радиоактивационный метод определения кислорода, основанный на использовании фотоядерной реакции 0 (у, п) 0 , порог которой 15,6 мэв (рис. 1) [1]. Источниками у-квантов с энергией, превышающей порог этой реакции, могут быть ускорители элементарных частиц бетатрон, синхротрон и линейный ускоритель. [c.137]

Ускорители элементарных частиц и термоядерные установки представляют собой примеры крупных и серьезных вакуумных установок. В ускорителях два класса физических явлений ограничивают давление. В циклических ускорителях рассеяние частиц пучка на молекулах остаточного газа приводит к отклонению частиц от центральной траектории и к гибели их на стенках вакуу.мной камеры, т. е. уменьшает интенсивность ускоренного пучка. В протонном синхротроне на 70 Гэв в Серпухове окружность кольца имеет длину [c.143]

При умеренных температурах ионы могут образовываться из молекул газа под действием частиц высоких энергий или жесткого электромагнитного излучения. Это происходит, -например, при прохождении через газ а- и (З-частиц и у-излучения при радиоактивном распаде, при облучении рентгеновскими луча ,и1, при действии пучка электронов или других частиц, полученного в ускорителях элементарных частиц, при действии нейтронов в ядерных реакторах, при прохожденш через газ электрического разряда. В частности, ионизацией газа сопровождается действие жесткой солнечной радиации и космических лучей на верхние слои атмосферы н действие газовых разрядов на нижние слои атмосферы. [c.27]

Явление сверхпроводимости уже вышло из стен научных лабораторий промышленность выпускает магниты, проволоку, ленты, кабель из сверхпроводящих материалов. Они являются компактными и дешевыми источниками сильных магнитных полей, что особенно важно для передачи электроэнергии на дальние расстояния, создания сверхмощных ускорителей элементарных частиц, удержания термоядерной плазмы. К началу 70-х годов наибольшую критическую температуру порядка 20—21,5° К имели несколько сплавов и соединений (металлидов), что дало возможность применять в криостатах не только жидкий гелий, но и водород. Однако сверхпроводники будут широко использоваться в энергетике больших мощностей и в иных областях техники, [c.38]

Выдающееся влияние на ход дальнейших исследований оказало создание Лоуренсом в 1930 г. первого ускорителя элементарных частиц—циклотрона. [c.236]

Одним из наиболее интересных применений мощных ускорителей элементарных частиц явилось получение новых трансурановых элементов. Элементы с порядковыми номерами от 93 до 105 были получены в результате бомбардировки тяжелыми частицами в следуюших реакциях [c.421]

В 1930 г. Э. Лоуренс создал первый в мире циклотрон (ускоритель элементарных частиц — снарядов для бомбардировки ядер атомов), после чего было открыто и изучено множество разнообразных ядерных реакций. В настоящее время специальная часть химии, ядерная химия, занимается изучением превращений эле-мштоа. [c.67]

НИОБИЕВЫЕ СПЛАВЫ, более жаропрочны, чем никелевые и кобальтовые (предел прочности Ов 450—500 МПа при 1100 °С), и более пластичны, чем вольфрамовые и молибденовые, однако выше 400 °С интенсивно окисл. на воздухе (использ. только с защитными покрытиями). Заметно превосходят хастеллой по стойкости в к-тах, не обладающих окислит, св-вами (НгЗО , НС1 и др.), обладают малым поглощением тепловых нейтронов. Нек-рые сплавы с Zr, Sn или Ti имеют сверхпроводящие св-ва. Примеп. для изготовления деталей самолетов и ракет, ядерных реакторов, ускорителей элементарных частиц. [c.380]

Осн. области применения С.-конструкц. материалы в сверхпроводящих магнитах напр., небольших малоэнергоемких магнитов, создающих большие магн. поля и применяемых в ускорителях элементарных частиц, устройствах магн. левитации) материалы для создания высокочувствит. [c.297]

Не спасает положения и естественное, казалось бы, предположение о том, что электроны вокруг ядра движутся по эллиптическим орбитам подобно планетам вокруг Солнца На эту мысль наталкивает сходство сил всемирного тяготения с кулоновскими Такая планетарная модель атома удержалась в физике до наших дней, но не более как наглядное изображение Реально атом в форме такой планетарной системы не может существовать, так как вращающиеся вокруг ядра электроны движутся ускоренно Но тогда они, как всякие ускоренно движущиеся заряженные частицы, должны излучать электромагнитные волны Действительно, если застав1пъ электроны двигаться по кругу (как в ускорителях элементарных частиц — синхротронах), то возникнет электромагнитное синхрот-ронное излучение [c.9]

В аналогично.ч случае использовалась лнтая резиновая прокладка 3 (рис. 3-112), прикрепляемая к фланцу винтами 1 и фик-сируе.мая стальным вкладышем 2. Последний приваривали по периметру фланца с вакуумной стороны. Это уплотнение было предназначено для камеры ускорителя элементарных частиц [Л. 115]. Сдвоенные прокладки применяются и в уплотнениях гантельного типа (с.м. рис. 3-135). [c.251]

Ртуть широко применяют в вакуумной технике. Со времени изобретения Геде ртутных диффузионных насосов, усовершенствованных Лэнгмюром, прошло немногим более 50 лет. Эти насосы оказались незаменимыми при получении сверхвысокого вакуума (10 мм рт. ст.) Ртутные диффузионные насосы успешно применяют для создания вакуума в линейных ускорителях элементарных частиц, в устройствах, имитирующих условия космического пространства в установках термоядерного синтеза, для откачки некоторых приборов, использующих фотоэмиссию [c.10]

К. анализу науки как массового явления можно подойти в частности методами математической статистики подобный количественный подход в науковедении получил название наукометрии. В этой области в настоящее время имеются сотни публикаций. Методами наукометрии можно количественно исследовать самые различные процессы, например, рост числа публикаций, числа научных работников, журналов, динамику денежных ассигнований на науку и т. д. Возьмем один пример из книги В. В. Налимова и 3. М. Мульченко [5]. Известно, что важным орудием физических исследований являются ускорители элементарных частиц, мощность которых постоянно растет. Можно построить график, показывающий зависимость этого роста от времени. Экстраполируя эту зависимость, можно предсказать, какой мощности достигнут ускорители в будущем. [c.7]

Происхождение звездного гелия было объяснено в 1938 году немецкими физиками Бете и Вейцзекером. Позже их теория получила Э15 спериментальное подтверждение п уточнение помощью ускорителей элементарных частиц. Суть ее в следующем. [c.36]

Примерно до 1930 г. под влиянием запросов радиотехники были разработаны основные технологические приемы промышленные средства откачки и измерения вакуума, обезгажпвание и отпайка стеклянных систем. Далее серьезные требования к вакуумной техники стала предъявлять физика, особенно с появлением ускорителей элементарных частиц, потребовавших разработки крупных разборных металлических вакуумных камер. В 1931 г. были построены электростатический генератор Ван де Граафа и первый циклотрон Лоуренса в США. В 40-х годах в г. Харькове был организован Укранискип е )пзико-техпическнй институт под руководством К. Д. Синельникова, где были разработаны крупные диффузионные насосы. Мощным стимулом развития вакуумной техники стала проблема использования [c.8]

Изыскиваются также возможности применения чистого ВК-волокна или тканей [8], ианример тканей для защиты от теплового удара при атомных взрывах и от потоков нейтронов нетканых материалов, обладающих наименьшей проницаемостью по отношению к горящему фосфору, для защиты от зажигательных фосфорных бомб. Способность борнитридных волокон пропускать ультракороткие радиоволны дает возможность применять их для изготовления обтекателей антенн радиолокационных установок и изготовления аппаратуры, регистрирующей радиоволны благодаря высокой хемостойкости они могут быть использованы при фильтрации дымовых газов, агрессивных жидкостей и расплавленных металлов, в частности алюминия. Борнитридные волокна могут применяться в качестве электроизоляционного материала в генераторах высокой мощности, а также для изготовления негорючей одежды. Исследуется стойкость ВМ-волокна к действию ядерного излучения и электронов высокой энергии. Предполагается использовать эти волокна для изоляции каналов ускорителей элементарных частиц. Перечисленные многие возможности использования ВМ-волокон должны быть проверены на практике, после чего выявятся те области, в которых их применение будет наиболее оправдано. [c.374]

Настоящие указания не распространяются на проектирование специальных научных учреждений обсерваторий, ускорителей элементарных частиц, горячих лабораторий (изотопных 1 класса), центральных научных биб.лиотек, домов ученых и комплексных проектов научно-исследовательских центров. Проектирование зданпй и сооружений этого типа производится по специальному -заданию и техническим условиям. [c.175]

Резонапсные циклические ускорители элементарных частиц, сб. статей. Гос. изд. ин. лит-ры, 1950 Э. В. Ш п о л ь с к и й. Атомная физика, т. II, Гостехиздат, 1950, 275, 278. [c.333]

Использование излучений в ядерных реакторах и ускорителях элементарных частиц для синтеза и деления атомов позволило получать сотни радиоактивных и стабильных изотопов химических элементов. Изотопы находят все возрастарощее применение в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, в научно-исследовательских работах, для контроля производства и анализов. [c.235]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология