Прискорювач

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Приско́рювач — пристрій для отримання високоенергетичних частинок.

Прискорювачі використовуються в ядерній фізиці та фізиці високих енергій для вивчення ядерних реакцій.

Найпростіший прискорювач складається з джерела заряджених частинок, які рухаються в полі, створеному двома електродами. Енергія, якої набувають частинки в проміжку між електродами, визначається різницею потенціалів електродів. Таким чином, для того, щоб надати частинкам якомога більшої енергії, необхідно створити велику постійну різницю потенціалів між електродами. Це складне завдання, оскільки потенціали електродів обмежені їхньою ємністю та виникненням різноманітних газових розрядів (коронного, іскрового тощо). Найбільші значення різниці потенціалів, які можна досягнути в такому простому прискорювачі не перевищують кількох мегавольт (Електростатичний генератор ван де Граафа).

Для досягнення вищих енергій прискорювачі конструюються таким чином, щоб заряджена частинка багато разів потрапляла в області електричного поля, набираючи енергію в кожній із них. В залежності від будови розрізняють лінійні прискорювачі й циклічні прискорювачі. В лінійних прискорювачах області прискорення розташовані одна за іншою, заряджена частинка потрапляє в кожну з них один раз. В циклічних прискорювачах заряджені частинки рухаються по колу завдяки сильному магнітному полю і потрапляють в область прискорення багато разів.

Зміст 1 Лінійні прискорювачі 2 Циклічні прискорювачі 3 Тандеми й колайдери 4 Джерела 5 Дивіться також

[ред.] Лінійні прискорювачі

В лінійному прискорювачі використовують змінну напругу, яка генерується потужним радіочастотним генератором. Заряджені частинки прискорюються на одному з півперіодів змінного поля, а впродовж іншого рухаються в металічних циліндрах, що екранують поле. Довжина циліндрів підбирається таким чином, щоб час прольоту частинки співпадав із півперіодом змінного поля. Чим більша швидкість зарядженої частинки, тим довшими повинні бути циліндри. Коли швидкість зарядженої частинки наближається до швидкості світла, довжина циліндрів повинна дорівнювати cT/2, де c — швидкість світла, а Т — період змінної напруги. В інших конструкціях замість змінної напруги використовується електромагнітна хвиля, що рухається вздовж циліндра разом із частинками.

Недоліком лінійних прискорювачів є значна довжина. Стенфордський прискорювач завдовжки 3,5 км при енергії 20 ГеВ.

[ред.] Циклічні прискорювачі

Циклічні прискорювачі дозволяють зменшити довжину, змушуючи заряджені частинки неоднократно пробігати один і той же шлях, прискорюючись кожного разу. Для цього використовується сильне магнітне поле, в якому траекторії частинок закручуються.

Серед циклічних прискорювачів виділяють:

• Циклотрони
• Фазотрони (синхроциклотрони)
• Ізонхронний циклотрон
• Бетатрони
• Синхротрони
• Синхрофазотрони

[ред.] Тандеми й колайдери

[ред.] Джерела

• Булавін Л.А., Тартаковський В.К.. Ядерна фізика (2005), Київ: Знання.
• Фрауэнфельдер, Хенли Э.. Субатомная физика (1979), Москва: Мир.

[ред.] Дивіться також

• Великий адронний колайдер

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.