Синхротрон

Синхротро́н (от «синхронизация» + «электрон») — один из типов резонансных циклическихускорителей. Характеризуется тем, что в процессе ускорения частиц орбита пучка остаётся постоянного радиуса, а ведущеемагнитное поле поворотных магнитов, определяющее этот радиус, возрастает во времени. Кроме того, остаётся постоянной частота ускоряющего электрического поля (в отличие отсинхрофазотрона). Понятно, что для пучков ультрарелятивистских частиц период обращения определяется только длиной орбиты, и поскольку она не изменяется, то нет необходимости изменять частоту электрического поля. Поэтому все резонансные циклические ускорители лёгких частиц (электронов и позитронов), а также высокоэнергетические протонные и ионные машины, такие какLHC иТэватрон — это синхротроны. В синхротроне достигнуты энергии около 6,5 ТэВ для протонов (LHC) и более 100 ГэВ для электронов (LEP). Дальнейшее повышение энергии в электронных синхротронах требует сильного увеличения их размеров вследствие огромных потерь энергии наизлучение. Потеря энергии за один оборот пропорциональна 4-й степени энергии частиц:W ~E4/R[1].
Принципиальное устройство синхротрона
[править |править код]Синхротрон представляет собой электровакуумную установку с приблизительно кольцевой вакуумной камерой, в которой частицы ускоряются до скорости, близкой кскорости света, а стоящие на их пути мощные электромагниты задают траекторию их движения. В вакуумной камере постоянно поддерживается сверхвысокий вакуум (порядка 10−9Торр и выше), чтобы избежать рассеяния частиц пучка на атомах остаточного газа. Синхротрон действует по резонансному принципу ускорения, то есть циркулирующий сгусток частиц попадает в ускоряющее электрическое поле ВЧ-резонатора всегда в одной и той же фазе, и частицы получают небольшую порцию энергии, много меньшую, чем уже имеющаяся у них кинетическая энергия. Ускорение частиц происходит за счёт многократного пролёта (~106 раз в секунду) через ускоряющую секцию. Выводизлучения изспециализированных источников синхротронного излучения осуществляется черезэкспериментальные станции.
См. также
[править |править код]- Синхрофазотрон
- Специализированные источники синхротронного излучения
- Синхротронные колебания
- Синхрофазотрон ОИЯИ
- Экспериментальная станция источника синхротронного излучения
Примечания
[править |править код]- ↑СинхротронАрхивная копия от 22 ноября 2023 наWayback Machine. Ядерная физика в интернете. Проект кафедры общей ядерной физики физического факультета МГУ и отдела электромагнитных процессов и взаимодействия атомных ядер НИИЯФ МГУ.
Литература
[править |править код]| ВВикисловаре есть статья «синхротрон» |
- Синхротрон протонный в Физической энциклопедии.
- Fifty Years of Synchrotrons, E. J. N. Wilson, CERN, Proc. EPAC'1996.