Линейный ускоритель ионов

По Юри, органические соединения образовывались в атмосфере за счет действия ультрафиолетовой радиации и электрических разрядов. Миллер полагает, что в результате фотолиза метана, аммиака или воды образовались атомы водорода, которые, взаимодействуя с окисью углерода, дали формальдегид и глиоксаль активирование азота обусловило его реакцию с метаном и другими углеводородами, в результате которой образовалась синильная кислота. По-видимому, в этом процессе участвуют радикалы Н и ЫНг. Действие радиации высокой энергии, вероятно, играло не меньшую роль. В 1951—1952 гг. был проведен синтез органических соединений из углекислоты и воды, причем применялся циклотрон на 40 Мэе, в котором ускорялись а-частицы. В небольшом количестве была получена муравьиная кислота формальдегид образовывался только в присутствии ионов железа, которые, по Миллеру, служили восстановителями по-видимому, окислительные условия не способствуют синтезу органических веществ [7]. Позже Кальвин с сотрудниками повторил эти опыты, применив линейный ускоритель (5 Мэе) так, что поток частиц проходил через смесь метана, аммиака и воды. Изотопная методика позволила обнаружить в продуктах реакции аланин, глицин, другие аминокислоты, мочевину, жирные кислоты, оксикислоты и сахара. Следовательно, действия одного только фактора уже оказалось достаточным, чтобы создать целый набор веществ, крайне важных для синтеза сложных органических веществ. Пути этого синтеза, несмотря на их разнообразие, как правило, уже связаны с каталитическими процессами . [c.45]

Рис. 11.23. Схема линейного ускорителя для тяжелых ионов (Радиационной лаборатории Калифорнийского университета [в

Линейный ускоритель ионов [c.34]

При определении кислорода в тории и бериллии использовали образцы в виде тонкой фольги (толщиной 20 мкм). Анализируемые образцы механически очищали, промывали в атмосфере азота и запаивали в оболочку из поли-стироловой пленки (-—20 мкм). Облучали 10—25 мин на линейном ускорителе тяжелых ионов при токе пучка 0,01— 0,1 мка. Во время облучения мишень охлаждали водой. [c.111]

Рассмотрим действие линейного резонансного ускорителя ионов (протонов, Дейтонов, ионов тяжелых элементов, рис. 74). Ионы, вылетающие с малой анергией из ионного источника 4, проходят по оси прямой трубы, разбитой на секции 1, 2, 3... неравной длины, подключенные к генератору напряжения. Ускорение ионов происходит в промежутках между секциями. Внутри этих ускоряющих трубчатых электродов электрическое поле отсутствует. [c.138]

Как и в линейном ускорителе, в циклотроне применяется многократное ускорение высокочастотным (ВЧ) полем. Однако благодаря наложению магнитного поля ионы движутся не вдоль прямой трубы, а по спиральной траектории, состоящей из целой серии полуокружностей возрастающего радиуса. Принцип действия циклотрона иллюстрируется на рис. 81. Ионы образуются в дуговом разряде ионного источника Р, расположенного вблизи центра зазора между двумя полыми полукруглыми электродами АжВ, которые называются дуантами . Дуанты заключаются в вакуумную камеру, которая располагается между круглыми полюсными наконечниками электромагнита и к которой подключается необходимая система вакуумных насосов. На дуанты подается высокочастотное напряжение от специального ВЧ-генератора. Выходящие из источника положительные ионы начинают ускоряться в направлении дуанта, который в этот момент [c.356]

Волновод ускорителя ионов в отличие от линейного ускорителя электронов состоит из полых цилиндров возрастающей длины, к которым прикладывается переменный потенциал. Ионы получают дополнительную энергию, проходя зазоры между секциями ускорителя. Ускорители этого типа используют для ускорения легких ядер (от гелия до аргона) до энергий 10 А Мэе, где А — атомная 34 [c.34]

Те факторы, которые изменяют молекулярные и радикальные выходы, естественно, влияют и на выход Ре +-иона (например, ЛПЭ первичного излучения). По мере увеличения ЛПЭ ( н и бон снижаются (см. табл. 8.2), а возрастает. Если теперь в уравнение материального баланса подставить соответствующие значения выходов, можно увидеть, что С (Ре +) уменьшается при больших значениях ЛПЭ (некоторые величины для различных типов излучения даны в табл. 4.7). При очень высоких мощностях дозы, которые могут быть получены при облучении электронами от какого-нибудь линейного ускорителя, выход ионов трехвалентного железа снижается из-за увеличения радикал-радикальных реакций (за счет процессов радикал — растворенное вещество) с последующим образованием молекулярных продуктов [32]. [c.238]

В линейных ускорителях используется левая крутая ветвь кривой Пашена, так как с уменьшением давления достигается резкое увеличение электрической прочности. После возникновения пробоя устанавливается самостоятельный разряд, характеризующийся развитием само-поддерживающихся электронно-ионных лавин. Интересно отметить, что в линейных ускорителях используют также правую ветвь кривой Пашена. Для исключения пробоев при мощностях СВЧ в десятки мегаватт в прямоугольных волноводах их заполняют азотом под давлением несколько атмосфер. [c.157]

Сложной проблемой является охлаждение высоковольтных устройств значительно более тяжелого, чем инжектор беватрона, инжектора линейного ускорителя тяжелых ионов (углерода, азота, кислорода, неона и др.). Размеры и масса компрессора и электродвигателя не позволяют поместить их в корпус инжектора, в связи с чем возникает необходимость регулирования 160 [c.160]

Изотопы калифорния, эйнштейния и фермия также получены путем бомбардировки урана ионами углерода, азота и кислорода. Эти ионы могут быть ускорены на циклотронах обычного типа. Такого рода эксперименты проводились во многих лабораториях мира. Можно также использовать линейные ускорители, специально предназначенные для ускорения тяжелых ионов до энергий, достаточных для получения самых тяжелых ядер (рис. 11.23). На этих установках можно получить мощные пучки всех тяжелых ионов вплоть до неона, а также они позволяют получать достаточно интенсивные пучки таких тяжелых ионов, как аргон, хотя интенсивность пучка уменьшается с увеличением массы ускоряемых ионов. Однако выход тяжелых ядер в результате бомбардировки [c.524]

Нептуний, калифорний и другие элементы, обладающие более ВЫСОКИМИ атомными номерами по сравнению с ураном, называются трансурановы.ми элементами. Их получают путем бомбардировки и сильно ускоренными частицами, такими, как а-частицы, ионы углерода и ионы азота. Заряженные частицы могут быть ускорены различными методами, и для этой цели было сконструировано и построено большое число дорогостоящих установок. Путь, по которому движутся частицы в ускорителе, может быть прямым или изогнутым в соответствии с этим различают линейные ускорители и циклотроны. В циклотроне многократно используется один и тот же ускоряющий промежуток и частицы движутся от центра по спирали со все возрастающей скоростью. Чем длиннее путь, тем больше энергия частицы. Поскольку действие магнитов ускорителя должно простираться на всю зону движения ускоряемой частицы, для получения частиц с высокой энергией требуются исключительно большие и дорогие магниты. [c.470]

Линейный ускоритель. Во всех упоминавшихся до сих пор устройствах для ускорения ионов должен прилагаться высоковольтный потенциал, по величине соответствующий конечной энергии ионов, и поэтому в такого рода установках возникают ограничения, обусловленные пробоями изоляции. Эти проблемы в значительной мере снимаются в машинах, использующих повторяющееся ускорение ионов при прохождении небольших разностей потенциалов. [c.354]

Фазовая группировка. Рассмотрим задачу согласования по фазе ионного источника с линейным ускорителем. Если считать, что параметры линейного ускорителя, управляющие движением частиц, изменяются медленно со временем, то для движения частиц около равновесной фазы можно написать гамильтониан [211 [c.124]

Хотя силы уравновешиваются только для одного значения ф, это значение может быть выбрано так, чтобы предотвратить эллипсы для большинства значений ф от чрезмерного удлинения. Для электронов может быть использовано запрограммированное поле В , но для фокусировки ионов оно должно быть очень большим. Обычно для удержания частиц внутри линейного ускорителя служат магнитные квадруполи, но они, как правило, не уменьшают фазового-пространства на выходе. Однако хитроумным выбором квадрупольной фокусирующей системы и трудоемкими расчетами можно сконструировать систему, уменьшающую эффективную поперечную площадь фазового пространства. Такая программа для протонного линейного ускорителя была выполнена Смитом [27], который, добился того, что эффективная площадь фазового пространства, только ненамного превышает эффективную площадь фазового пространства для одной фазы инжекции. [c.184]

За последние годы сильно развились методы ускорения в циклотроне и линейном ускорителе ионов сравнителБно тяжелых атомов — углерода, азота, кислорода и т. п. Бомбардируя быстрыми ядрами углерода 2С+ уран, оказалось возможным получить изотопы калифорния [c.222]

Фуллерены нашли" " неожиданное применение в физике высоких энергий. Группа французских и шведских ученых на линейном ускорителе разгоняла положительные ионы кластеров Сбо (удается получить одно-, двух- и трехвалентные ионы) до энергии 50 МэВ и использовала их в качестве снарядов, ударяющих по различным мишеням. Бакиболы в отличие от малых по диаметру ионов, не проникают глубоко в образец. Появилась возможность изучать процессы, происходящие при столкновении фуллеренов с твердыми поверхностями, на которые нанесены различные органические пленки. Кроме того, планируют бомбардировать ими мишень, содержащую дейтерий й тритий, в надежде вызвать реакцию ядерного синтеза. [c.157]

Еще один способ получения франция основан на pea циях, происходящих при облучении мишеней из свини таллия или золота многозарядными ионами бора, углеро или неона, ускоренными на циклотронах или линейнь ускорителях. Пригодны такие пары мишень — снаря РЬ+В Т1+С Au+Ne. К примеру, франций-212 образ ется при облучении золотой фольги ионами неона-22 энергией 140 Мэв [c.314]

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]

Недавно Г. Шварц [236] опубликовал результаты своих опытов по радиолизу растворов ферросульфата в 0,4 М НгЗО , содержащих кислород, при мощности дозы 2-1021 эе1мл-сек. Оказалось, что в этих условиях С(РеЗ+) меньше стандартного значения 15,6, причем выход зависит от концентрации ионов Ре2+ и дозы. Эти результаты, казалось бы, противоречат данным работ [18, 38], в которых, как уже отмечалось, было найдено, что 0 РеЗ+) уменьшается, начиная с мощности дозы 1022 эв/мл-сек. Г. Шварц объясняет указанное несоответствие различными условиями облучения. Авторы работ [18, 38] использовали микросекундные импульсы, генерируемые на линейных ускорителях, а он — непрерывное электронное излучение генератора Ван-де-Граафа. В случае первого вида излучения для того, чтобы при мощности дозы менее 10 эв/мл-сек образовалось достаточное для анализа количество ионов Ре +, необходимо облзгчить систему по крайней мере несколькими импульсами. Поэтому если в растворе возникает промежуточный продукт с временем жизни —10 3сек., то он будет реагировать [c.119]

Э.темент № 103 — лоуренсий. Последний из ныне известных заурановых элементов — Л 103 — был получен в линейном ускорителе тяжелых ионов в Беркли весной 1961 г. Гиорсо и его сотрудниками. Элемент назван лоуреисием (Lw) в память Эрнеста Лоуренса — изо-бретате.ля циклотрона и основателя Радиационной лаборатории в Беркли. Лоуренсий был синтезирован при бомбардировке калифорниевой мишени ионами B " и В11 массовое число полученного изотопа, по-видимому, равно 257 (реакции С (В °, 5п)Б у и С (В , 6n)Lw ). Калифорний — 3 мкг в основном виде и — был нанесен на никелевую фоль- [c.296]

Линейный ускоритель состоит из большого числа ускоряющих секций равной длины (волновод), расположенных по одной линии в каждой из этих секций электроны получают дополнительную энергию. Отдельная секция представляет собой полый цилиндр. Весь волновод откачивается. Таким методом удается получить пульсирующие пучки ионов с энергией до 630 Мэе. Продолжительность каждого импульса несколько микросекунд, частота их следования около 500 имп1сек. [c.34]

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]

Гришаев И. A. и др. Применение ионно-сорбционных насосов для откачки линейных ускорителей электронов. Ж. техн. физ. , 37, № 4, 696 (1967). [c.273]

В 1958 г. группа ученых Калифорнийского университета сообщила об однозначной идентификации изотопа элемента 102 с массовым числом 254, полученного в результате бомбардировки кюрия-246 ионами углеро да-12, ускоренными на тогда новом линейном ускорителе тяжелых ионов ( Хайлаке ) в Беркли. Ядерные реакции могут быть записаны следующим образом [c.50]

Три микрограмма смеси изотопов калифорния (с атомными весами 250, 251 и 252) периодически бомбардировались пучком тяжелых ионов бора-10 и бора-11 на Хайлаке (линейном ускорителе тяжелых [c.54]

Вероятно, наилучший метод получения новых трансурановых элементов состоит в иолучении нуклидов с недостатком нейтронов — способ, который уже использовался при открытии элемента 102 и лоуренсия, а именно бомбардировка тяжелыми ионами. Эти ионы могут быть ускорены в соответствующих циклотронах или в линейных ускорителях. Линейный ускоритель, способный давать значительные потоки всех тяжелых ионов, от гелия. до неона, и меньший поток аргона, работает с 1958 г. в Калифорнийском университете. Подобный же ускоритель находится и в Йельском университете. Ученые в Советском Союзе проявили большой интерес к применению тяжелых ионов для синтеза трансурановых элементов. Они теперь имеют несколько работающих ускорителей тяжелых ионов. Ускорители тяжелых ионов, пригодн111е для экспериментов такого типа, также имеются в других лабораториях мира. В этом методе выбор вещества, используемого в качестве материала мишени, [c.84]

Для получения интенсивных потоков тяжелых ионов используются два тина установок, а именно циклотроны и линейные ускорители. Циклотроны могут применяться для ускорения тяжелых ионов. Тем не менее линейные ускорители, спроектированные специально для этой цели, работают в нескольких лабораториях мира. Линейный ускоритель тяжелых ионов (сокращено по-английски Хайлак ), расположенный в лаборатории в Беркли, с помощью которого впервые были открыты элементы 102 и лоуренсий, является примером такой установки. [c.115]

В 1957 г. после вступления в строй линейного ускорителя тяжелых ионов в Беркли, в США были поставлены опыты по получению элемента 102. Эти опыты проводились в условиях, аналогичных шведским. После тщательных, но безуспешных попыток получить изотоп элемента 102 со свойствами, указанными стокгольмской группой, Гиорсо, Сикленд, Уолтен и Сиборг пришли к выводу, что результаты стокгольмской группы ошибочны [О h i о г- [c.451]

Аналогичен рассмотренному метод импульсного радиолиза, главное отличие которого заключается в использовании вместо фотолизующей вспыщки ионизирующего излучения. Импульс, создаваемый электронами из линейного ускорителя или рентгеновскими лучами, пропускают через раствор, и возникающие реакции между ионами, электронами, молекулами и т. д. образуют интересный объект исследований для радиационной химии. [c.191]

Линейный ускоритель Слоана и Лоуренса (1931 г.) схематически изображен на рис. 76. Это — длинная трубка из изолятора, внутри которой ко-аксиально помещены ускоряющие электроды из металлических цилиндров. Они заряжаются генератором переменного тока так, что знак их заряда периодически меняется на обратный. Пучок ионов, переходя от одного цилиндра к другому, получает ускорение, отвечающее разности потенциалов между ними. Для того чтобы ионы двигались в одном направлении нужно, чтобы за время их полета внутри цилиндра произошла коммутация тока например, положительный ион получит ускорение в направлении своего полета лишь тогда, когда он покидает положительно-заряженный и переходит в отрицательно-заряженный цилиндр. Поэтому длина цилиндров должна последовательно увеличиваться в направлении движения ионов, так как скорость последних растет. Если соотношение длин подобрано так, что во всех цилиндрах ионы находятся одинаковое время и это время синхронизировано с переключениями ускоряющего поля, то в ускорителе из п цилиндров ион получает энергию пЕ, где Е — ускоряющая разность потенциалов. На практике при высокой энергии ионов возникают утечки, уменьшающие эту величину. Они главным образом ограничивают скорость частиц, достигаемую в приборе. [c.183]

Впервые такая возможность была использована в линейном ускорителе. В ранних вариантах такой машины пучок ионов из ионного источника инжектировался в ускорительную трубку, содержащую ряд коаксиальных цилиндрических секций. (См. рис. 79, на котором дается схематический разрез ускорительной трубки.) Все четные секции соединены в одну группу электродов, а все нечетные — в другую, и между ними прикладывается высокочастотное переменное напряжение от генератора. Движущийся вдоль трубки ион будет ускоряться в зазоре между электродами, если, конечно, напряжение будет в нужной фазе. При надлежащем выборе частоты и длины секций можно создать систему, в которой ионы будут проходить зазор в фазе, соответствующей ускорению. Длины следующих друг за другом электродов должны быть таковы, чтобы ионы находились в пределах каждой секции как раз полпериода. Ускорение происходит в каждом зазоре, однако в отличие от фокусировки в ускорительных трубках с постоянным высоким напряжением в большинстве линейных ускорителей движение ионов сопровождается их дефокусировкой из-за возрастания высокочастотного поля во время прохождения частиц через зазор. Поэтому необходимо применение специальных фокусирующих устройств, например магнитных линз. [c.354]

Первый линейный ускоритель был построен в 1928 г. Видероэ это была двухкаскадная установка, ускорявшая положительные ионы до [c.354]

Рис. 80. Линейный ускоритель тяжелых ионов Йельского университета, В коротком баке, который виден на нереднем плане, получаемые в ионном источнике ионы (например, С +) ускоряются приблизительно до энергии 1 Мэв на нуклон. В промежутке между двумя баками с ионов еще дополнительно обдираются электроны в струе газа образующиеся при этом многозарядные ионы (такие, как С +) попадают в длинную основную камеру, где ускоряются до 10 Мэв на нуклон.

ЖИЗНИ 800 мсек, связанная, видимо, с регистрацией распада В и Li . Возможно, что именно образование этих ядер в опытах Д Ауриа и Прейсса [47], бомбардировавших бериллий и углерод ионами с энергией 120 Мэв на линейном ускорителе Йельского университета, привело названных авторов к ошибочному заключению о периоде полураспада Ne (690 + 30 мсек, по данным [47]). [c.547]

Большая часть американских работ по исследованию новых элементов ведется в радиационной лаборатории Лоуренса в Калифорнийском университете в Беркли (штат Калифорния). Группа, руководимая д-ром А. Гиорсо, использует для этой цели линейный ускоритель тяжелых ионов (HILA ). [c.30]

Из излоя енпого выше ясно, что перед нами лежит обширная область сверхтяжелых элементов, а вдали находится остров стабильных ядер, и мы должны изобрести средства, чтобы его достигнуть. Все говорит за то, что он может быть достигнут только одним путем, а именно — путем бомбардировки ядер-мишеней тяжелыми ионами с достаточной энергией. Однако на этом пути необходимо преодолеть многие экспериментальные трудности. Теория предсказывает очень малый выход ядер продукта вследствие значительного преобладания ядерных реакций, ведущих к спонтанному делению, а не к синтезу путем слияния ядра-снаряда и ядра-мишени. При использовании имеющихся в настоящее время ядер-мишеней и ядер-снарядов наблюдается образование ядер с дефицитом нейтронов эти ядра лежат за пределами острова стабильности. Бомбардирующие ионы с достаточной энергией, которые вскоре будут в нашем распоряжении, позволят получить ядра, расположенные на самом краешке этого острова, и, следовательно, отличающиеся столь коротким периодом полураспада, что их трудно будет обнаружить. Для достижения центра острова стабильности могут понадобиться ускорители нового тина или модификации существующих ускорителей для получения достаточно интенсивных пучков необычных тяжелых ионов с достаточной энергией. Для этой цели используются главным образом линейный ускоритель тяжелых ионов (HILAG) в Беркли и циклотроны в лаборатории Дубны. Эти приборы уже модифицированы для осуществления экспериментов, позволяющих достигнуть островов стабильности. [c.37]

Сходные затруднения неизбежны и при создании мало апертурных генераторов у-квантов, сверхпроводящих линейных ускорителей с бегущей волной, перезарядных мишеней и ионных источников, находящихся под высоким электрическим П0тенщ1а110м или в средах с особыми свойствами (газ, жидкость при повьш1енных давлении и температуре, хладагент, интенсивные радиащюнные поля и т.п.). [c.222]

Важная особенность вакуумной системы электронного нако-пителя-растяжителя НР-200 - применение камеры из алюминиевого сплава, изготовленной экструзионным методом. В накопитель из линейного ускорителя с частотой 300 Гц инжектируется электронный сгусток с временной протяженностью 1,4 мкс. В зависиомости от режима работы требуемое давление в камере колеблется от 1,3 10 " до 1,3-Ю Па предельное остаточное давление (без пучка) - МО Па. Для откачки накопителя используются сверхвысоковакуумные комбинированные ионно-геттерные насосы и посты предварительной откачки на основе турбомолекулярных насосов. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология