Бетатрон

Что такое микротрон, бетатрон [c.166]

Уравнения, описывающие изменение фазы и энергии, выведены с учетом изменения магнитного поля и частоты во времени, а также с учетом ускорения за счет бетатронного эффекта (быстроты изменения потока), изменения этого ускорения при изменениях радиуса орбиты в процессе колебаний и, наконец, потерь энергии на ионизацию и излучение. Было принято, что период колебаний фазы велик по сравнению с периодом движения по орбите. Для заряда частицы был принят заряд электрона. Уравнение (1) определяет равновесную энергию уравнение (2) определяет мгновенную энергию через равновесное значение и изменение фазы уравнение (3) является уравнением движения для фазы. Уравнение (4) определяет радиус орбиты [c.412]

ПОЛЯ. Для придания орбитам радиальной и осевой устойчивости иоле должно несколько ослабевать в направлении возрастающего радиуса. Полный магнитный поток приблизительно в 5 раз меньше, чем потребовалось бы в бетатроне при той же конечной энергии. [c.413]

Ускоряющее электрическое поле в ускорителях создается либо внешним источником, либо индуцируется изменяющимся во времени магнитным полем (в бетатроне). [c.62]

Циклические индукционные ускорители — бетатроны предназначены для ускорения электронов. Электроны в нем ускоряются вихревым электрическим полем, индуцируемым при изменении во времени магнитного потока, проходящего через орбиту ускоряемого электрона. [c.64]

Рис. 21. Схема устройства бетатрона.

Очень строгие требования предъявляются к фокусировке частиц в бетатроне здесь осуш,ествляются два вида фокусировки [c.69]

Аксиальная фокусировка в бетатроне, так же как и в циклотроне, автоматически обеспечивается тем, что магнитное поле на периферии слабее, чем в центре. Вследствие этого линии индукции магнитного поля выгибаются от центра наружу, и иоле приобретает бочкообразный вид. В таком поле, из-за наличия радиальной [c.69]

Это уравнение связывает скорость изменения потока индукции со скоростью изменения индукции В на орбите. Таким образом, поток индукции неоднородного поля должен быть в два раза больше потока, который создавало бы однородное поле с индукцией B(t). Это так называемое бетатронное правило 2 1 [43J. [c.89]

Найти решение уравнений бетатронных колебаний в [c.309]

Рассмотрим теперь случай бетатрона, в котором роль ускоряющего напряжения играет электродвижущая сила индукции, возбуждаемая изменением магнитного потока Ф, пронизывающего орбиту электрона. Электродвижущая сила индукции по всей орбите [c.311]

Заменяя этим выражением правую часть (10.22), получим уравнение моментов для бетатрона (знак минус можно отбросить, если нас не интересует направление [c.311]

С другой стороны, угловая скорость обращения электрона со = 2я/То, где т,, — период обращения электрона, и, как следует из (8.17), со = еЯ/тс. Подставляя значения Ф и ш в (10.24), получим условие ускорения в бетатроне [c.312]

Рис. 6.14. Схемы ускорителей электронов линейного (а), бетатрона (б), микротрона (в)

Примерно от энергии 100 МэВ электроны на кольцевой орбите начинают заметно терять энергию на электромагнитное излучение, обусловленное центростремительным ускорением. Это излучение не мешает работе синхротрона (в отличие от бетатрона, см. ниже) в довольно широком диапазоне энергий. Но именно это излучение ставит предел высшей энергии, достижимой в синхротронах. [c.475]

Электронные синхротроны создают на энергии от 100 МэВ до 12 ГэВ. При меньших энергиях более экономичны описываемые ниже бетатроны и микротроны, а при больших — линейные резонансные ускорители. В синхротронах высоких энергий число частиц в импульсе имеет порядок 10 , а число импульсов в секунду составляет несколько десятков, так что средний ток имеет порядок 0,1 мкА. [c.475]

Распространенным ускорителем электронов низких энергий является бетатрон. Бетатрон отличается от всех других ускорителей тем, что в нем необходимое для ускорения электрическое поле не подается извне, а создается быстрым изменением во времени магнитного поля, удерживающего частицы на круговой орбите. Действительно, если аксиально симметричное магнитное поле менять во времени, то в соответствии с уравнением Максвелла [c.478]

Бетатроны обычно применяются для ускорения электронов до энергий от нескольких до 50 МэВ. Одно время делались бетатроны и на более высокие энергии, вплоть до 240 МэВ. Однако при таких энергиях бетатронный метод ускорения невыгоден из-за большого (по сравнению с синхротронами) веса магнита, а также из-за того, что при энергиях от 100 МэБ и выше режим ускорения в бетатронах все сильнее и сильнее нарушается электромагнитным излучением электронов. [c.478]

В настоящее время бетатроны в основном используются не в самой ядерной физике, а в прикладных исследованиях. [c.479]

Для дефектоскопии изделий большой толщины и сложной формы применяют источники тормозного излучения с энергией до нескольких десятков МэВ. Такими источниками излучения являются электростатические генераторы, ускорители прямого действия, бетатроны, линейные ускорители, микротроны. [c.298]

Бетатрон — циклический ускоритель электронов. Действие его основано на законе электромагнитной индукции, согласно которому вокруг [c.298]

Бетатрон — наиболее распространенный ускоритель. Ускорение электронов в нем происходит нри их движении но круговой орбите нри возрастающем в течение времерж магнитном поле. Он состоит из тороидальной вакуумной ускорительной камеры, расположенной между полюсами электромагнита, и электронной нушки, генерирующей электроны, а также ианравля10щей их в тороидальную камеру, где они ускоряются в вихревом электрическом поле, создаваемом магнитным нолем. В конце никла ускорения электроны смещаются с орбиты, вылетают на мишень, где возникает тормозное излучение. [c.125]

Выпускают переносные бетатроны типа ПМБ-6 массой 100 кг и стационарн1-1е тина Б-35 массой б т, способные контролировать изделия толщиной до 500 мм. [c.125]

Для обнаружения дефектов применяются различные виды ионизирующих излучений рентгеновское, гамма-излучение более редко - нейтронное, бетатронное. При предъявлении высоких требований к качеству используют по преимуществу рентгенографию, при контроле соединений в полевых, монтажных условиях, а также при анализе дефектов весьма больших толщин применяют гамма-графирование. Бе-татронная радиография используется также при контроле больших толщин нейтронная - радиоактивных элементов. [c.189]

Ускорители различаются видом ускоренных частиц (электроны, протоны, а-частицы, дейтроны, тяжелые ядра) способом ускорения (разрядные и рентгеновские трубки, электростатические генераторы, линейные ускорители, бетатроны, циклотроны, синхроциклотроны, синхрофазотроны и др.) максимальной энергией ускоренных частиц (от нескольких десятков килоэлектронвольт до нескольких сотен гигаэлектронвольт) числом ускоряемых в единицу времени частиц (от 10 —10 в 1 сек до нескольких миллиампер) назначением и способом использования ускоренного числа частиц (сброс ускоренных частиц на внутреннюю мишень, внешнюю мишень, мезонные фабрики , для медицинских и промышленных целей, физических исследований и т. д.). [c.230]

Необходимое напряжение на ускоряющих электродах зависит от скорости изменения магнитного поля. Если магнит возбуждается за 60 циклов, то амплитудное значение величины ( lf)dEoldt составляет 2300 В. (Бетатронный член, содержащий dF jdt, составляет примерно 1/5 этой величины, и им можно пренебречь.) Если положить V = 10 000 В, наибольший сдвиг фазы будет 13°. Число оборотов на одно колебание фазы будет колебаться в процессе ускорения в пределах от 22 до 440. Относительное изменение Ео за один период колебания фазы составляет 6,3% во время инжекции, с последующим уменьшением. Таким образом, остается в силе предположение о медленном изменении за период, сделанное при выводе уравнений. Потеря энергии на излучение рассматривается в следующем письме в редакцию, в котором показано, что в данном случае она несущественна. [c.413]

Синхротрон открывает возможность достижения энергий в гигаэлектрон-вольтовом диапазоне как для электронов, так и для тяжелых частиц в первом случае эта цель будет достигаться при меньших затратах на материалы и энергию, чем в бетатроне во втором случае устраняется релятивистское ограничение, существующее для циклотрона. [c.413]

Начиная с 1946 г. и в последующие годы в Советском Союзе, США, Англии создаются ускорители заряженных частиц разного типа (бетатрон, синхротрон, фазотрон, синхрофазотрон, современ-iHje линейные ускорители). В 1947 г. С. Пауэлл с сотрудниками, открыли я-мезоны. В том же году другая группа физиков открывает первые гипероны (Л°-частицы) и /С-мезоны. В 1948 г. быда открыто наличие тяжелых атомных ядер в первичной составляющей космического излучения. В рассматриваемый период предпринимаются попытки создания более современных наглядных представлений о расположении протонов и нейтронов в ядре модель ядерных оболочек (1949), обобщенная, или коллективная модель ядра (1950—1952). В 1953 г. открыто существование гипер-ядер. [c.13]

С помощью бетатрона удается ускорить электроны до энергии 100, 200 и даже 315 М.ад. Да п нсГииему нарастанию энергии электронов препятствует бетатронное излучение, испытываемое уско-рякМцимися электронам . [c.70]

Синхротрон — кольцевой (циклический) резонансный ускоритель электронов с фиксированной орбитой их обращения и постоянной частотой ускоряющего электрического поля, но с адиабатически нарастающим управляющим магнитным полем. Синхротрон сов-ме цает в себе действия бетатрона и принцип действия циклотрона. [c.70]

Движение ускоряемой частицы (протона, электрона) в циклических ускорителях в действительности является сложным. Дело в том, что наличие квазиупругих сил, возвращающих частицу на орбиту (если частица почему-либо отклонится от предвычисленной орбиты, составленной из дуг радиуса г = mv/eB t, R)), и пропорциональных отклонениям х п z, приводит к тому, что ускоряемая частица в процессе своего движения колеблется около предвычисленной орбиты. Эти колебания называются бетатронньши (так как первоначально были исследованы для движения электронов в бетатроне) или свободными. В случае малых отклонений бетатронные колебания описываются линейными уравнениями [c.72]

Исследования показали, что чем слабее фокусировка, тем меньше частоты бетатроиных колебаний и тем больше отклоняется частица от предвычисленной орбиты в процессе своего движения при прочих равных условиях. Стремление уменьшить бетатронные колебания и повысить устойчивость движения частицы по орбите заставили использовать сильную (жесткую) фокусировку. При сильной фокусировке применяются фокусирующие и дефокуснрую-щие магнитные поля с ] > 1. [c.72]

Ускорители электронов. Для контроля сварных соединений большой толщины (300... 900 мм) применяют ускорители электронов. Имеется три типа ускорителей /шнетые, бетатроны и микротроны, которые обеспечивают вывод высокоинтенсивного пучка тормозного рентгеновского излучения с энергией до 30...50 МэВ. [c.159]

Наиболее распространенным ускорителем электронов является бетатрон. В нем ускорение электронов происходит по круговой орбите при возрастающем с течением времени магнитном поле. Бетатрон (рис. 6.14, б) имеет тороидальную вакуумную камеру 2, расположенную между полюсами электромагнитов I. Сама камера находится в корпусе кольцевых электромагнитов 3. Электронная пушка 4 испускает электроны, ускоряемые вихревым электрическим полем 6. Приращение энергии электронов на каждом витке диаметром примерно в1м — 15...20эВ.В зависимости от числа витков можно получить различную энергию электронов на выходе. Электроны попадают на шшень 5. создавая тормозное рентгеновское излучение. Установки, выпускаемые промышленностью следуюище МИБ-3, МИБ-4, МИБ-6, ПМБ-6, [c.160]

Б-18. Буквы обозначают М — малогабаритный, И — индукционный, П — переносной, Б — бетатрон. Цифры обозначают максимальную энергию ускоренных электронов в МэВ. Мощность экспозиционной дозы при этом от 0,6 до 50 Р/ мин па расстоянии 1 м. Малогабаритные бетатроны с размерами блока излучения примерно 500x500x400 мм имеют массу от 90 до 200 кг (вместе с пультом управления, блоком питания и блоком излучения). Бетатрон Б-35 имеет массу 6 т и способен контролировать изделия до 500 мм. [c.161]

Рентгеновское излучение. Рентгеновское излучение возникает при бомбардировке анода быстрыми электронами (рис. 25), ускоренными большой разностью потенциалов. Раскаленная металлическая нить Н испускает электроны (электроны термоэмиссии), которые, пройдя через сетку-катод С, попадают в ускоряющее электрическое поле между катодом С и анодом А. Из анода в результате удара в него электронов испускается рентгеновское излучение. Все это происходит в объеме с высоким вакуумом, показанном штриховой линией. В обычных условиях используются разности потенциалов порядка 100 кэВ. Однако имеются установки с использованием электронов с энергией в миллион электрон-вольт. Оно генерируется также в виде тормозного излучения в бетатронах и синхротронах (синхро-тронное излучение). Рентгеновское излучение является электромагнитным, длина волн которого заключена примерно между 10 и 0,001 нм. Однако такой взгляд на природу рентгеновского излучения возник не сразу. Рентген предполагал (1895), что открытые им лучи являются продольными световыми волнами, хотя и не настаивал на этом представлении. В принципе правильные представления на природу рентгеновских лучей высказал Стокс (1897). Он считал, что это электромагнитное излучение, которое возникает в результате торможения электрона при ударе о катод. Тормозящийся электрон эквивалентен переменному току, который, как это было уже известно из опытов Герца, генерирует электромагнитные волны. [c.48]

Чтобы пояснить отличие выхода от сечения, рассмотрим такой пример. Пучок у-излучения из бетатрона (гл. IX, 2) падает на мишень из ядер кальция 2оСа . Измеряется выход F (Ь) протонов под разными углами. Посмотрим, как связана величина F ( ) с сечением. Здесь мы должны принять во внимание три обстоятельства. Во-первых, вылетающие из бетатрона у-кванты имеют различные энергии. Распределение этих квантов по энергии задается некоторой функцией / ( ), указывающей процент квантов, вылетающих с теми или иными энергиями. Во-вторых, кроме основного процесса [c.117]

Основным типом ускорителя прямого действия является генератор Ван-де-Граафа, работающий в непрерывном режиме. Все линейные ускорители являются импульсными. К циклическим ускорителям относятся циклотрон, его усовершенствованные варианты — фазотрон, синхротрон, синхрофазотрон, изохронный циклотрон, а также бетатрон и микротрон. Из них циклотрон и изохронный циклотрон обычно являются ускорителями непрерывного действия, микротроны могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме, а все остальные циклические ускорители — существенно импульсные. [c.470]

В синхротроне относительно сложными являются проблемы ин-жекции и выпуска частиц. Инжекция осложняется тем, что в син-хротронном режиме могут ускоряться только ультрарелятивист-ские частицы. Поэтому приходится либо начинать ускорение с другого, бетатронного (см. ниже), режима, либо подавать в синхротрон пучок, предварительно ускоренный до энергии 1—50 МэВ. Задача выпуска пучка осложнена постоянством радиуса орбиты. В настоящее время выпуск частиц осуществляется на большинстве современных синхротронов. Часто пучок электронов в синхротроне направляют на внутреннюю мишень, в которой создается пучок тормозных V-квантов. Эти v-кванты используются для разнообразных научных и прикладных исследований. [c.475]

Интенсивность в бетатронах невелика. Средний ток обычно не превышает 10 мкА при 10 —10 частиц в импульсе. К недостат- [c.478]

Основы ядерной физики (1969) -- [ c.66 ]

Конструкционные материалы Энциклопедия (1965) -- [ c.126 ]

Машиностроение Энциклопедия Оборудование для сварки ТомIV-6 (1999) -- [ c.468 ]

Контроль качества сварных соедиенеий и конструкций (1985) -- [ c.102 , c.103 ]

Металловедение и термическая обработка (1956) -- [ c.197 ]

Неразрушающие методы контроля сварных соединений (1976) -- [ c.99 , c.286 ]

Справочное руководство по физике (0) -- [ c.502 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...