Ускорители частиц

Начиная с 1930 кща разработка и усовершенствование ускорителей частиц привела к том>, что стало возможным получить достаточно высокие энергии, необходимые для проведения реакции слияния ядер. Первый искусственный радиоактивный изотоп в 1934 году получили Фредерик и Ирен Жолио-Кюри. Они бомбардировали алюминий альфа-частицами, получаемыми при распаде фосфора-ЗО [c.333]

В ускорителе Кокрофта — Уолтона и ряде других подобных ускорителей частицы перемещались по прямолинейной траектории. Получить в таком ускорителе частицы с высокой энергией можно было только при достаточной длине пути частиц, поэтому ускорители такого типа были чрезвычайно громоздки. В 1930 г. американский физик Эрнест Орландо Лоуренс (1901—1958) предложил ускоритель, в котором частицы двигались по слабо расходящейся спирали. Этот относительно небольшой циклотрон мог давать частицы с крайне высокой энергией. [c.171]

Радиационные воздействия включают как электромагнитные (рентгеновское и 7-излучение), так и корпускулярное излучение (ускоренные электроны, быстрые заряженные частицы). Источниками радиационного воздействия служат радиоактивные изотопы и специальные ускорители частиц. [c.91]

Понятно, что для преодоления кулоновских сил отталкивания ядра бомбардирующие частицы должны обладать большой энергией. В последние десятилетия экспериментальная физика решила задачу получения с помощью различного рода ускорителей частиц с энергией порядка нескольких миллиардов электрон-вольт ( 10 Бэв). Такие частицы раньше наблюдались только в космических лучах и то в ничтожных количествах. [c.43]

I — загрузка материала 2 — центробежный ускоритель частиц [c.756]

Радиационно-химические реакции протекают под действием излучений высокой энергии — высокочастотных электромагнитных колебаний( рентгеновских лучей и у-лучей) и частиц большой энергии (электронов, протонов, нейтронов, а-лу-чей). В качестве источников излучения применяются ядерные реакторы, ускорители частиц, радиоактивные изотопы (долгоживущие) и т. д. [c.195]

Ускорители частиц высоких энергий (протонный синхротрон, протонный линейный ускоритель) для радиационно-химических исследований не применяются, за исключением таких специальных целей, как сравнение радиационных эффектов. Эти источники мало удобны и стоят очень дорого. [c.272]

Радиационная химия помогает в химических процессах там, где обычная современная химия бессильна. Радиационное облучение (с помощью ускорителей частиц) сильно снижает температуру некоторых процессов (например, с 500 до 100° С), а главное, отпадает необходимость применения катализаторов и инициаторов. Облучение материалов производят для улучшения их качеств (повышения прочности, теплостойкости, морозоустойчивости и др.). В пищевой промышленности с помощью облучения стерилизуют консервы. [c.68]

Синтез менделевия № 101) завершил первый этап получения трансурановых элементов, когда можно было использовать для бомбардировки мишеней довольно легкие частицы. Применение для бомбардировки более тяжелых частиц (ионов бора, кислорода, азота, неона, аргона) потребовало решения многих научно-технических задач резко следовало увеличить мощность ускорителей частиц — синхротронов, а также разработать методы установления природы — идентификации получающихся в очень малом количестве изотопов элементов с порядковым номером 102 и выше, периоды полураспада которых к тому же очень малы. Ведь любое исследование та- [c.233]

Искусственно ядерные реакции вызывают бомбардировкой ядра-мишени (исходного ядра) частицами достаточно высокой энергии (многие миллионы электронвольт). К их числу относятся нейтроны, протоны, ядра атомов гелия (а-частицы), дейтерия и др. В настоящее время на мощных ускорителях частиц достигают десятки миллиардов эВ на частицу и доводят до высоких энергий также ядра более тяжелых элементов, например неона. Могут действовать и фотоны (фотоядерные реакции) (см. пример ниже). Ядерная реакция происходит самопроизвольно, если исходное ядро неустойчиво (радиоактивный процесс). [c.20]

Многие лаборатории применяют радиоактивные изотопы для проведения самых различных физических и химических исследований. В других лабораториях, где имеются ускорители частиц, получают и используют значительные количества радиоизотопов, которые подлежат удалению. Обычно сотрудники лабораторий предпочитают сливать жидкие отходы в горячую канализацию , выпускать в вытяжную вентиляцию радиоактивные газы, такие, как летучие органические соединения, меченные изотопами С и П , и выбрасывать фильтры и лабораторную посуду в короб для горячих отходов . Но рано или поздно отходы должны подвергаться окончательной переработке. [c.304]

Получение радиоактивных изотопов с помощью ускорителей частиц. Многие радиоактивные изотопы обычно получают в реакторе. Но есть различные атомные ядра, которые превращаются в радиоактивные изотопы не с помощью нейтронов, а только с помощью протонов, дейтронов или а-частиц. Так как эти частицы электрически заряженные, то они могут быть ускорены в электрическом поле. Такие методы использовались раньше, когда в распоряжении ученых еще не было реакторов (например, применяли каскадный генератор Кокрофта и Уолтона). Другими машинами, используемыми для этой цели, являются циклотрон, электростатический генератор Ван-де-Граафа и линейный ускоритель. Однако получение радиоактивных изотопов с помощью каких-либо устройств такого типа дороже, чем с помощью атомного реактора. [c.34]

В качестве источников нейтронов могут быть использованы различные ядерные реакции (см. п. 1. 63). Важнейшими источниками нейтронов являются ядерные реакции, осуществляемые с помощью искусственно ускоренных тяжелых частиц. Нейтроны образуются также в процессе работы ускорителей частиц в результате действия тормозного у-излучения по (у, /г)-реакции в стенках, фильтрах и блендах. Но главным образом они образуются в процессе деления ядер в атомном реакторе. [c.43]

Казалось бы, что тот же принцип возможен и в случае работы с пузырьковой камерой, но это предположение не оправдалось. Для создания пузырьков вдоль трека частицей, движущейся в плотной массе жидкости, необходимо сохранить участки, нагретые прошедшей заряженной частицей до момента расширения (снятия давления). Но в плотной среде нагретый трек охлаждается за время меньше 10 сек. Такой промежуток времени слишком мал для приведения камеры в действие какой-либо механической системой расширения. Следовательно, регистрация частицы счетчиками до или после прохождения через камеру в данном случае бесполезна. Поэтому пузырьковая камера используется почти исключительно при работе на ускорителях частиц (см. гл. УП), работающих в импульсном режиме. В начале импульса пузырьковая камера запускается (происходит расширение), проходящий через камеру пучок частиц со всеми возникающими в камере вторичными процессами регистрируется, наконец, камере предоставляется около секунды на переподготовку , и процесс возобновляется. [c.73]

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]

Атомная физика раскрыла пути превращения атомов одного химического элемента в атомы другого. Это путь ядерных реакций, широко осуществляемых с помощью атомных реакторов, ускорителей частиц. Но где в природе самопроизвольно могут происходить эти реакции, требующие чрезвычайно жестких условий Известно, что превращение одного атомного ядра в другое происходит лишь при взаимодействии с определенными ядер-ными частицами, обычно заряженными положительно. При этом для преодоления сил электрического отталкивания эти частицы (например, протоны) должны обладать огромной энергией. Откуда она берется [c.14]

Радиационно-химические реакции происходят при воздействии ионизирующих излучений высокой энергии — высокочастотных электромагнитных колебаний (рентгеновские лучи и 7-частицы) и частиц большой энергии (ускоренные электроны, р- и а-частицы, нейтроны и др.). В качестве источников излучения при.меняются изотопные установки (с использованием долгоживущих радиоактивных изотопов, например, кобальта-60), ядерные реакторы, ускорители частиц и т. п. [c.280]

ГЕНЕРАТОРЫ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И УСКОРИТЕЛИ ЧАСТИЦ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ [c.29]

Проведено большое число работ по выяснению процессов, связанных с электрическими разрядами в вакууме, поскольку эти разряды представляют значительный интерес во многих областях науки и техники, например при создании ускорителей частиц, электронных микроскопов или вакуумных переключателей. Тем не менее мы все еще далеки от понимания всех наблюдаемых явлений. Многими исследователями предложены гипотезы, на первый взгляд противоречивые или даже исключающие друг друга, особенно в отношении высоковольтного разряда. Однако теперь известно, что незначительное различие в условиях эксперимента может привести к совершенно разным явлениям разряда. Каждая гипотеза может оказаться верной для некоторых особых сочетаний экспериментальных условий. Конфигурация и состояние поверхности электродов, а также скорость нарастания приложенного к ним напряжения являются основными параметрами, определяющими механизм высоковольтного пробоя. [c.23]

Рентгеновское излучение высокой энергии обеспечивает интенсивность излучения, промежуточную между линейными ускорителями частиц и кобальтовыми источниками. [c.67]

Усиление фотографическое 5—306 Ускорители частиц 2—335 Условное топливо — см. Топливо Усталость материалов 3—209 [c.587]

Быстро движущийся электрон при столкновении с анодом в рентгеновской трубке мгновенно замедляется, и при этом значительная часть его энергии превращается в фотон рентгеновского излучения. Если кинетическая энергия электрона превышает 1,022 МэВ, то это количество энергии может превратиться в электронно-позитронную пару. Таким образом, электронно-позитронную пару можно получить в лабораторных условиях при помощи частиц, которым сообщено большое количество кинетической энергии в ускорителе частиц (описание его дано несколько позже в данном разделе). Позитроны, впервые наблюдаемые Андерсоном, образовывались вместе с электронами при соударении частиц космических лучей с обычным веществом. Космические лучи описаны в следующем разделе. [c.705]

Эрнест Лоуренс и его сотрудники из университета в Беркли в конце концов нашли совершенно новый путь искусным приемом, с помощью больших электромагнитов в поле высокого напряжения, Лоуренс заставил частицы мчаться по спирали. Таким способом можно было постепенно ускорить частицы до высоких энергий. Это была новая установка — циклотрон. Посредством такого ускорителя частиц можно было достичь интенсивностей излучения, которые теоретически эквивалентны нескольким килограммам радия. Был сделан мощный шаг вперед, ибо человечество никогда не смогло бы получить столь значительных количеств радия. [c.126]

Радиационная химия изучает процессы, вызванные излучением высокой энергии рентгеновскими и гамма-лучами, а- и Р-частицами, протонами и нейтронами. К началу настоящего столетия относятся первые эксперименты, связанные с действием на вещества главным образом а-частиц. Их источником служили атомы радия и радона. Широкое распространение радиоактивных материалов после второй мировой войны и необходимость изучения воздействия радиации на материалы, возникшая при разработке программы получения атомной энергии, стимулировали развитие этого направления. Появление циклотронов и других ускорителей частиц позволило широко исследовать процессы с участием частиц высокой энергии. Основные источники радиации, тип и энергия их излучения (в миллионах электронвольт) приведены в табл. 2.1. [c.81]

Гибридная система ABLE [ИЗ] использует известные математические модели ХТП, различные МПЗ и процедуры оптимизации для управления параметрами пучка в ускорителях частиц. [c.258]

Еще более сильное действие на молекулы оказывают ядерные излучения (т лучи, протоны, нейтроны и др.) и рентгеновы лучи. Раздел химии, занимающийся вопросами химического действия этих излучений, называется радиационной химией. В отличие от нее радиохимией называют химию радиоактивных элементов, в частности, химию меченых атомов . Радиационная химия развивается в связи с развитием ядерной физико-химии и ядерной энергетики. Атомные реакторы, ускорители частиц, радиоактивные изотопы дают разнообразные очень [c.46]

Еще более сильное действие на молекулы оказывают ядерные излучения (у-излучение, протоны, нейтроны и др.) и рентгеновское излучение. Раздел химии, занимающийся вопросами химического действия этих излучений, называется радиационной химией. В отличие от нее радиохимией называют химию радиоактивных элементов, в частности химию меченых атомов . Радиационная химия развивается в связи с развитием ядернсй физико-химии и ядерной энергетики. Атомные реакторы, ускорители частиц, радиоактивные изотопы дают разнообразные очень мощные потоки частиц, которыми все больше начинают пользоваться для осуществления химических реакций. Эти излучения рвут связи, выбивают отдельные атомы, порождают радикалы и ионы, а затем идут перегруппировки связей и возникают новые. Например, вместо двухстадийного обычного химического получения фенола из бензола можно получать это важнейшее вещество из бензола и воды в одностадийном процессе с использованием ядерных излучений. При этом из воды получаются радикалы ОН и Н и бензол далее реагирует по схеме [c.57]

Существование антипротона было подтверждено в 1955 г. Сегре, Чемберленом, Вейгандом и Ипсилантисом, пользовавшимися ускорителем частиц (синхротроном в Беркли), позволявшим получать частицы с энергией 6 ГэВ (ГэВ — гигаэлектронвольт, 1000 МэВ). Масса протонно-электронной пары в 1836 раз больше массы электронно-позитронной пары, а следовательно, для возникновения этой пары более тяжелых частиц необходима энергия 1836 1,022 МэВ=1876 МэВ. Антипротон имеет отрицательный электрический заряд, массу, равную массе протона, и спин /г. [c.588]

Применение. Т. в.- лучший замедлитель нейтронов коэф. замедления нейтронов 5700, поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 0,46 10 м (для веды соответствующие величины 61 и 0,33 10 м ). Поэтому Т. в. применяют гл. обр. в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя в энергетич. и исследовательских ядерных реакторах на тепловых нейтронах (тяжеловодные реакторы). Перспективно использование Т. в. как источника 02 для термоядерного синтеза. Т. в.- источник дейтронов в ускорителях частиц, изотопный шщикатор, р-ритель в спектроскопии ЯМР. [c.21]

Зарождение Я. х. связано с открытием радиоактивности урана (А. Беккерель, 1896), ТЬ и продуктов его распада -новых, радиоактивных элементов Ро и ка (М. Склодовская-Кюри и П. Кюри, 1898). Дальнейшее развитие Я. х. было определено открытием искусств, адерного превращения (Э. Резерфорд, 1919), изомерии атомных адер естеств. радионуклидов (О. Ган, 1921) и изомерии искусств, атомных ядер (И. В. Курчатов и др., 1935), деления адер и под действием нейтронов (О. Ган, Ф. Штрасман, 1938), спонтанного деления и (Г. Н. Флёров и К. А. Петржак, 1940). Создание ядерных реакторов (Э. Ферми, 1942) и ускорителей частиц (Дк. Кокрофт и Э. Уолтон, 1932) открьио возможность изучения процессов, происходящих при взаимод. частиц высокой энергии со сложными ядрами, позволило синтезировать искусств. радионуклиды и новые элементы. [c.513]

А66. Weisz P. В., Ускорители частиц в качестве анализаторов масс. (Предложено устройство типа линейного ускорителя, в котором модулированный пучок ионов получает начальное ускорение. Последующие ускорения подбираются по фазе таким образом, чтобы ионы с определенной массой не увеличивали в дальнейшем свою энергию.) Phys. Rev., 70, 91 (1946). [c.579]

Эти частицы существовали в первый момент после Большого взрыва . Теперь их можно обнаружить в космосе и на ускорителях частиц мюон Тжизни = 2 МКС М = 106 мюонное нейтрино образуется при рождении и распаде мюонов М < 0,2 с-кварк очарованный М = 1300 5-кварк странный М = 100 [c.697]

В фотохимии такие процессы уже давно изучаются. Там исследуется, как химически изменяется какая-либо система за счет поглощения оптического (ультрафиолетового, видимого или инфракрасного) излучения. Эта область в книге почти совсем пе затрагивается, Главное внимание направлено па ионизирующие излучения большой энергии, которые возникают при ядерном распаде или могут быть получены с помощью ускорителей частиц. Энергии, которыми обладают эти виды излучений, по меньшей мере на несколько порядков больше, чем энергии первого порога иоиизации атома или величины химических связей. Ускорители частиц в настоящее время имеют громадные размеры, и верхняя граница энергий, достижимых с иоглощью этих устройств, оценивается в Мэв] ожидается, что будут достигнуты еще ббльише значения. [c.8]

Испускаемые радиоактивными элементами р-частицы не обладают строго определенной энергией, напротив, как уже говорилось (см. п. 1. 64), величина энергии колеблется для данного типа ядра между О и наибольшим возможным значением (см. рис. 3. 21). Кажущийся дефицит энергии уносит с собой нейтрино. Таким образом, Р-лучи не являются моноэнергетичными Напротив, электроны, получаемые с помощью ускорителей частиц, обладают моноэнергетичностью. [c.38]

В энергетических единицах порог реакции равен 5,6 Гэв. Существуют причины, по которым этот порог может заметно снизиться примерно до 3—4 Гэв. Одна из них — это внутреннее движение нуклонов ядра мишени другая—возможное образование антинуклонов через посредство предварительно возникающих л-мезонов. Во всяком случае, получение антинуклонов стало возможным лишь после постройки современных гигантских ускорителей частиц, дающих протоны с энергией в несколько гига-электрон-вольт. [c.215]

Имелся лишь один выход. Нужно было использовать те трансураны, которые можно было добыть в больших количествах, прежде всего — это плутоний. Надеялись также получить в достаточных количествах кюрий и калифорний после многолетнего облучения в реакторе. Конечно, используя трансураны с меньшим зарядом ядра, необходимо было испытать более тяжелые снаряды. Нейтроны и альфа-частицы являлись уже недостаточно мощными. Подходящими по массе снарядами были ядра кислорода, азота, углерода, бора и неона, полученные с помощью новых ионных источников. Безусловно, ускорить тяжелые частицы до необходимой энергии возможно только с помощью высокоэффективных ускорителей. Начиная с середины 50-х годов американские физики все свои надежды возлагали на новый линейный ускоритель тяжелых ионов H1LA , а в последнее время — на еще более мощный Super-HILA . Их советские коллеги использовали оправдавшие себя ускорители частиц У-200 и У-300. В испытании находится новый циклотрон У-400, который способен ускорить до больших энергий даже ядра урана. [c.177]

Применение ускорителей частиц резко повысило возможности исследования недр атома. Но случайно, что на этих ускорителях за носледн1ге годы был сделан ряд новых открытий, получены и опробованы в качестве снарядов новые частицы карбионы (ядра углерода Се"), нитрионы (ядра азота N7 ), оксионы (ядра кислорода О "). [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология