Ускорители протонов

За прошедшее время ускорительная техника достигла больших успехов. В 1957 г. в Советском Союзе пущен первый в мире синхрофазотрон на энергию ускоренных частиц (протонов) 10 ° эв (10 Гэв) , а в 1967 г. введен в действие синхротрон Института физики высоких энергий (г. Серпухов) на энергию ускоренных протонов 70 Гэв. Ведется проектирование и разработка кибернетического ускорителя протонов на энергию 1000 Гэв (10 2 дду Современные ускорители трудно назвать физическими установками — это дорогостоящие промышленные комплексы со сложным и многообразным оборудованием. [c.229]

Характеристики ускорителей протонов на высокие энергии как источников излучений можно получить, если известны законы взаимодействия протонов высоких энергий с атомами материалов мишени. Это требуется и для расчетов защиты. Процессы взаимодействия нуклонов высоких энергий весьма специфичны, поэтому мы и рассмотрим их прежде, чем приступить к рассмотрению вопросов защиты ускорителей протонов высоких энергий. [c.239]

Пример 1. В современных гигантских ускорителях протоны ускоряются до скоростей, отличающихся от скорости света на 0,0003%. Найдем, во сколько раз релятивистская масса таких протонов превышает их массу покоя. [c.213]

В Советском Союзе построен самый крупный ускоритель протонов на энерги. о 76 Бэв. [c.73]

Название ускорителя протонов в Беркли (США) на энергию 6,3 Бэв. [c.623]

Как уже указывалось, потери на излучение быстро растут с увеличением ускорения частицы. В циклических ускорителях центростремительное ускорение пропорциональна квадрату скорости. А так как при данной энергии скорость частицы тем больше, чем меньше ее масса покоя, то потери на излучение при ускорении электронов становятся заметными при значительно меньших энергиях, чем при ускорении протонов (или еще более тяжелых част ц). Практически в современных ускорителях потери на излучение кладут предел увеличению энергии только для электронов (этот предел составляет около 10 Гэв). Потери на излучение даже в наиболее мощных современных ускорителях протонов (или более тяжелых частиц) практически роли не играют. Для данного типа частиц потери энергии на излучение в циклическом ускорителе быстро уменьшаются с уменьшением энергии частицы. Потери энергии электроном за один оборот при очень большой энергии (Т т с ) составляют примерно 6 f Т [c.223]

В линейных резонансных ускорителях частицы разгоняются прямолинейно переменным электрическим полем. Ускоряющая камера электронного ускорителя представляет собой волновод, Б котором возбуждается волна электрического типа, т. е. такая, у которой электрическое поле имеет компоненту, направленную по оси камеры. Фазовая скорость этой волны подбирается так, чтобы она все время совпадала со скоростью частиц, а частицы подаются в камеру в такие моменты, чтобы они все время сидели близко к максимуму электрического поля. Таким образом, сгустки частиц движутся на гребнях волн. Имеются и другие варианты линейных резонансных ускорителей. Например, у ускорителей протонов и других тяжелых заряженных частиц фазовая скорость волны может быть бесконечной. В этом случае в камеру вставляются металлические дрейфовые трубки, размеры и расположение которых таковы, что частицы прячутся внутрь трубок, когда поле направлено против движения. Трубки экранируют поле, так что внутри них частицы движутся свободно (рис. 9.1). В линейных ускорителях удается получать прирост энергии до 10—15 МэВ на метр длины. Теоретически можно, построив достаточно длинный ускоритель, получить пучок сколь угодно большой энергии. Практические ограничения связаны с конструктивной сложностью и высокой стоимостью длинных ускорителей. Линейный резонансный ускоритель является импульсным. Средний ток обычно составляет несколько мкА (иногда до 20—30 мкА), а ток в импульсе — до 50 мА. [c.471]

Предельные величины энергий, сообщаемых частицам в современных ускорителях, достигают десятков миллиардов электрон-вольт. Но даже такие огромные энергии оказываются недостаточными для решения некоторых фундаментальных проблем ядерной физики. Поэтому в СССР и в других странах разрабатываются конструкции еще более мощных источников ускоренных частиц. В ходе этих работ в Советском Союзе в 1961 г. была предложена так называемая кибернетическая схема ускорителя протонов на энергии 1000 Гэв и более с автоматическим контролем и регулированием, а к 1965 г. в Институте ядерной физики Сибирского отделения АН СССР проведены серии экспериментальных работ по получению ускоренных частиц методом встречных пучков , при котором высокая энергия достигается соударением ускоряемых частиц, движущихся навстречу друг другу [c.155]

СИНХРОТРОН ПРОТОННЫЙ — циклич. резонансный ускоритель протонов с изменяющимся во времени магн. полем и синхронно изменяющейся частотой электрич. ускоряющего поля ш. Протонными синхротронами часто называют и аналогичные по устройству ускорители др, тяжёлых частиц антипротонов, атомарных и молекулярных ионов и т. д. [c.529]

Ускоритель протонов в Беркли (США). [c.236]

Установка КМ — кольцевой ускоритель протонов — синхрофазотрон на энергию 10 ГэВ, введенный в действие в Объединенном институте адерных исследований (г. Дубна) 5 декабря 1957 г. — см. документы № 95, 96, а также [11. С. 872], [14. С. 78]. [c.777]

Ускорители протонов и ядер для экспериментов с фиксированной мишенью [c.266]

Ограниченность объема книги заставила авторов при изложении некоторых разделов намеренно использовать более простые представления, чем это принято в настоящее время в научной литературе. Однако и в этих случаях мы стремились по возможности отразить современное состояние уровня разработки той или иной проблемы. Рассмотрены электронные и протонные ускорители, получившие наибольшее распространение ускорители электронов с волной, бегущей в цилиндрическом диафрагмированном волноводе, и ускорители протонов, составленные из резонаторов с трубками дрейфа. [c.5]

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]

Различные ускорители, естественно, несколько отличаются один от другого по своим параметрам и техническим решениям отдельных составных частей и узлов. Ниже за основу для описания взят линейный ускоритель протонов И-100 на энергию 100 Мэе, расположенный близ Серпухова и вступивший в строй в 1967 г. Этот ускоритель является инжектором протонного синхротрона на 76 Гэв Института физики высоких энергий. В ряде случаев ниже описаны также и варианты решений, принятые для других ускорителей, в частности, для действующего с 1966 г. линейного протонного ускорителя И-2 на 25 Мэе — инжектора протонного синхротрона на 7 Гэв в г. Москве. [c.232]

Сооружение линейного ускорителя протонов на энергию порядка 1000 Мэе и выше требует решения ряда проблем, из которых основными являются следующие [c.245]

Итак, рассмотрение реакций (110.12) и (110.13) привело к выводу, что для искусственного образования я-мезонов нужны протоны с энергией порядка 300 МэВ . Такая возможность появилась после введения в строй ускорителя протонов до 345 МэБ, а затем и на еще большие энергии. Схема устройства для искусственного получения я-мезонов приведена на рис. 412. [c.217]

Существование антипротона впервые было установлено в 1955 г. группой физиков Э. Сегре, О, Чемберленом н другими — в Беркли (США) на ускорителе — беватроне, ускоряющем протоны до й, 5 6,3 Бэв. В камере ускорителя протоны, ускоренные до энергии (4,3 6,3) Бэа, бомбардировали медную мишень М (Си) (рис. 120). При столкновениях рождались я -мезоны и антипротоны р. Этот пучок отрицателыю заряженных частиц отклонялся магнитным полем беватрона полем дополнительного магнита М в направлении, указанном на рисунке. В получегшом пучке частиц содержится огромное количество л -мезонов. Так, например, при S,, — 6,2 Бэв на каждый возникающий р рождается около 60 ООО п -мезонов. Поэтому дальнейшая задача сводилась к выделению антипротонов из общего пучка отрицательных частиц. [c.374]

Открытие пионов было началом интенсивных исследований. Одна за другой обнаруживались все новые и новые частицы 1947 г.— /Г-мезоны, или каоны 1951 г.— лямбда-гипероны Л 1953 г.— сигма-гиперон 2 (в космических лучах), он же был открыт в 1974 г. в реакциях на ускорителе протонов в Брукхей-вене (США) и т. д. Список элементарных частиц стал очень быстро пополняться. Подробно об этих исследованиях превосходно рассказано в ряде книг (см., например, [92]). [c.185]

Ускорение тяжелых частиц обычно целесообразнее производить на кольцевых ускорителях. Но из-за большой интенсивности и простоты выпуска частиц инжекторы (т. е. предускори-тели) гигантских циклических ускорителей тяжелых частиц являются линейными. Так, на циклическом ускорителе в Серпухове в качестве инжектора используется линейный ускоритель протонов на 100 МэВ (см. ниже п. 9). [c.472]

Перспективны Н. г. на основе мощных линейных ускорителей протонов и дейтронов на энергии 1 — 1,6 ГзВ с током 0,1 — 1 А. В мишенях таких Н. г, реализуются ядерные реакции расщепления дейтрона на протон и нейтрон, к-рые дают высокий выход нейтронов и возможность управления их потоками. Напр., при токах протонов 100 мА энергии 1 ГэВ на мишенях из РЬ, Bi, и генерируются потоки нейтронов до 10 i с"1. Н. г. типа предполагается использовать для исследования радиационной стойкости материалов, иссле-дованш в области ядерной физики и химии. Обсуждаются возможности их применения с мишенями из делящихся материалов для получения ядерного горючего ( Ро, и) в пром. масштабах. Мощные Н. г. предполагается также использовать для перевода долгоживущих радионуклидов, содержащихся в отходах ядерных реакторов, в короткоживущпе (т р а н с мутация), для наработки трития (через мишень, содержащую отходы, прокачивают жидкий Li), а также для получения трансурановых элементов (напр., f). [c.283]

В линейных ускорителях протонов и ионов Н" используются частоты в диапазоне 80—450 МГц, Для создания ВЧ-иапряжевия на четырёхцроводной линии в этом диапазоне применяются четырёхкамерпые объёмные резонаторы разл. конструкции с продольной ыагн. волной. [c.155]

Альварец считает, что для ускорения электронов до 300 Мэе потребуется система длиной 450 м. Такой линейный ускоритель протонов длиной в несколько метров в Беркли дал пучок частиц с энергией 32 Мэе (фиг. 29 и 40). [c.79]

О проектировании и сооружении установки КМ ускорителя протонов на 7-10 миллиардов электр[оп]волът [c.289]

В соответствии с опубликованными данными, в апреле 1948 г. Комиссией по атомной энергии США утверждено строительство двух гигантских кольце-вьгк ускорителей протонов ускорителя на 2-3 миллиарда электронвольт в Брук-хэйвенской лаборатории и ускорителя на 6-7 миллиардов электронвольт в Калифорнийском университете. [c.752]

СИН.ХР01Ц4КЛ0ТР0Н (фазотрон) — циклич. резонансный ускоритель протонов, дейтонов и а-частиц до эно1)гий 1000 Мэе с частотой переменного ускоряющего ноля, изменяющейся пропорционально росту массы ускоряемой частицы. Подробнее см. Фазотрон. [c.543]

Ускоритель Лаборатории им. Энрико Ферми (США) разгоняет протоны до энергий 1000 ГэВ. При использовании его в режиме ускорителя на встречных пучках можно получить 2000 ГэВ (в системе ЦМ со светимостью /, = 10 см" -с" ). В Советском Союзе строится ) ускоритель протонов на 3000 ГэВ. В США подготовлен проект ускорителя на встречных пучках, позволяющего достичь энергий 2-20 ТэВ (в системе ЦМ) для проведения планируемых экспериментов необходима светимость L = 2-10 см -при энергии 20 ТэВ (в системе ЦМ) и Ь = 10 см -с при энергии 40 ТэВ (в системе ЦМ). Программа исследований предусматривает, в частности, поиски бозонов Хиггса ( 2.9), скварков и глюино ( 2.11). [c.46]

Как известно, в настоящее время энергия, до которой могут быть ускорены протоны на обычных ускорителях (с неподвижной мишенью), достигла сотен гигаэлектрон-вольт. С 1967 г. в СССР (г. Серпухов) работает ускоритель протонов на энергию 76 ГэВ. В 1972 г. в США (Батавия) получен пучок протонов с энергией 400 ГэВ. Позднее энергия этого ускорителя [c.87]

Была предложена следующая естественная интерпретация наблюдающегося явления. Наряду с заряженными п--мезонами при бомбардировке мишени ускорителя протонами возникают нейтральные нестабильные частицы (п -мезоны) приблизительно с такой же массой (около 270те), которые через короткое время распадаются на два у-кванта (испускание у-квантов, [c.223]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...