ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применение линейных электронных ускорителей из "Линейные ускорители " Линейные электронные ускорители обладают определенными преимуществами по сравнению с другими ускорителями или радио-изотопными источниками. К числу их достоинств можно отнести возможность получения большой мощности пучка ускоренных электронов при любой выбранной энергии, возможность регулирования тока и энергии действующей машины в широких пределах, а также возможность получения с помощью быстрых электронов потоков 7-квантов и нейтронов при использовании специальных мишеней. [c.148] Важным достоинством линейных ускорителей является отсутствие потерь на излучение, что имеет место в синхротронах. Другое преимущество ЛЭУ — большой ток ускоренных частиц. С помощью ЛЭУ можно ставить интересные опыты в области высоких энергий и интенсивностей, труднодоступных для-ускорителей других типов. Так, например, исследования по рассеянию электронов очень большой энергии на ядрах и отдельных нуклонах позволили сделать ценные выводы об их строении. [c.148] С помощью быстрых электронов оказалось возможным генерировать электромагнитные колебания любой длины волны в области между световыми волнами и радиоволнами. [c.148] Линейный ускоритель позволяет получить чрезвычайно короткие импульсы нейтронов, что имеет большое значение для исследований в ядерной физике. Наконец, необходимо упомянуть об использовании линейного ускорителя в качестве инжектора в крупные кольцевые ускорители электронов. [c.148] При использовании излучения с энергией более 2 Мэе линейные ускорители электронов становятся более дешевыми источниками, чем радиоактивные изотопы. Так, например, ускоритель на 4 Мэе с мощностью пучка 1 кет эквивалентен радиоактивному источнику Со в 10 кюри. Ускоритель на 20 Мэе может быть эквивалентен кобальтовому источнику в 2-10 кюри. [c.149] Важным фактором является также большая радиационная безопасность этих машин по сравнению с изотопными источниками и большее удобство эксплуатации. В области радиационной химии использование линейных ускорителей электронов является особенно эффективным по сравнению с радиоактивными изотопами, так как при облучении электронами почти вся энергия излучения поглощается в облучаемом материале, в то время как из-за высокой проникающей способности в облучаемом материале поглощается малая часть 7-квантов. Определенные химические процессы идут значительно интенсивнее при облучении электронами, чем у-квантами. Изменяя энергию электронов, можно соответственно менять глубину облучения материала. [c.149] Используя ионизирующее излучение, производят полимеризацию различных веществ без катализатора, высокой температуры и большого давления. Кроме того, облучая некоторые продукты полимеризации, можно получить за счет сшивки молекул новые ценные качества пластика повышенную механическую и термическую стойкость, стойкость к растворению при повышенных температурах в бензоле, толуоле, кислотах и др. [c.149] Специальная, с применением облучения обработка древесины существенно улучшает такие ее качества, как упругость, твердость, стабильность размеров. Для этого древесину перед радиационной обработкой пропитывают мономерами. Под действием излучения происходит также вулканизация резины без применения серы и высокой температуры. [c.149] Опытное облучение различных видов углеводородов показало, что можно получить новые материалы при радиолизе и полимеризации исходных продуктов. При облучении протекают эффективно многие реакции хлорирование углеводородов, распад аммиака, крекинг тяжелых углеводородов с образованием ряда топливных продуктов и т. д. [c.149] Гамма-излучение линейного ускорителя с успехом используется в радиографии для обнаружения скрытых дефектов. Высокая энергия у-квантов (по сравнению с кобальтовыми источниками) позволяет, с одной стороны, повысить толщину просвечиваемых деталей, а с другой — значительно сократить экспозицию. Можно также производить импульсную радиографию движущихся деталей, имеющих скорость более 2 км сек. [c.150] Нейтронный поток с бериллиевой или урановой мишени линейного ускорителя может быть использован для активационного анализа различных металлов и других материалов, а также при исследовании физико-химических свойств материалов, предназначенных для работы в условиях сильной радиации. [c.150] Большое значение приобретают линейные ускорители в медицине при радиотерапии некоторых заболеваний. Как известно, под действием радиации в тканях образуются ионы, и при значительных дозах происходит процесс разрушения тканей. Однако чувствительность к излучению у тканей злокачественных опухолей значительно выше, чем у,нормальных тканей, что приводит к более быстрому разрушению больных тканей. Кроме у-квантов для лечения могут быть использованы и быстрые электроны. Ионизирующая способность электронов значительно больше, чем у-квантов той же энергии, а проникающая способность электронов меньше, поэтому облучение опухолей электронами оказывается более предпочтительным, так как здоровые ткани затрагиваются меньше. Специальные головки, устанавливаемые на выходе ускорителя, управляют электронным лучом, направляя излучение на объект под любым углом, что позволяет облучить больного с разных сторон и уменьшить повреждение здоровых тканей. [c.150] Все большее развитие в последние годы получает лучевая стерилизация многих медицинских препаратов, инструментов и материалов, особенно тех, которые плохо поддаются обычной тепловой стерилизации. При обработке этих предметов быстрыми электронами за счет большой ионизирующей способности значительно сокращается необходимое для этого время. [c.150] Перспективно использование облучения и в пищевой промышленности для пастеризации продуктов, консервации, а также для предотвращения прорастания овощей. Энергия излучения, используемого в фармацевтической и пищевой промышленнрсти, не должна превышать 8—10 Мэе, с тем чтобы не возникало наведенной радиоактивности в облученных веществах. [c.150] Возможно применение линейных электронных ускорителей и в области сельского хозяйства например, для дезинсекции зерновых продуктов, увеличения стойкости хлопка к микроорганизмам, стерилизации вредных насекомых. Энергия электронов, используемых в целях облучения, лежит в пределах до 30-10 эе. [c.150] В настоящее время в СССР и за рубежом действует около полутора десятков протонных и ионных линейных ускорителей на энергии до 100 Мэе на нуклон. По своему назначению эти ускорители образуют три группы 1) приборы для научных исследований 2) установки для различных прикладных целей 3) инжекторы для больших кольцевых ускорителей — протонных синхротронов. [c.151] К первой группе относятся главным образом ускорители более ранней постройки, с сеточной фокусировкой, импульсным режимом работы и весьма небольшими токами ускоряемых частиц (не более 1 ма, а часто и не более 100 мка в импульсе). Таковы первый из послевоенных ускорителей — ускоритель Альвареца на 32 Мэе в Беркли (США), отечественные ускорители на 5 и 20 Мэе и ускоритель многозарядных ионов на 10 Мэе нуклон в Харькове, ускоритель на 68 Мэе в шт. Миннесота и другие. [c.151] Ко второй группе следует отнести сильноточные ускорители МТА и А-48 в Ливерморе (США), предназначавшиеся для производства расщепляющихся материалов и впоследствии демонтированные. Эти ускорители были рассчитаны на работу в непрерывном режиме и при большом токе частиц, до 0,25 а и выше. Они были снабжены фокусировкой продольным магнитным полем. [c.151] Линейные ускорители-инжекторы получили большое распространение в последнее время, начиная примерно с 1955 г. Они работают в режиме редких импульсов, частота повторения которых должна равняться частоте циклов кольцевого ускорителя. Как правило, эти ускорители снабжаются эффективной квадрупольной фокусировкой и дают сравнительно большие импульсные токи ускоренных частиц — до 100 жа и более. К этой наиболее современной группе протонных линейных ускорителей относятся ускоритель И-ГОО на 100 Мэе близ Серпухова, являющийся по выходной энергии крупнейшим в мире, ускоритель И-2 на 25 Мэе в Москве, ускоритель Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) на 50 Мэе близ Женевы, ускоритель на 50 Мэе в Брукхейвене и другие. [c.151] По принципу действия протонные резонансные линейные ускорители не отличаются от электронных ускорителей, рассмотренных в первой части. Ускорение частиц осуществляется в электрическом поле бегущей электромагнитной волны, возбуждаемой в системе последовательно расположенных резонаторов или волноводов — ускоряющей системе. Для ускорения необходимо, чтобы частицы двигались вместе с положительными полуволнами, т. е. в среднем со скоростью, равной фазовой скорости ускоряющей волны. Фазовую скорость необходимо увеличивать вдоль ускорителя в соответствии с ростом энергии и скорости частиц. [c.152] Вернуться к основной статье