КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ


КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ
КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ

       
заряженных ч-ц, ускорение заряж. ч-ц в электрич. поле, к-рое создаётся коллективным воздействием ансамбля ускоряемых и посторонних ч-ц. Эти методы ускорения отличаются от обычных, применяемых в «классич.» ускорителях, где ускоряющее поле создаётся внеш. генератором. Идея К. м. у. восходит к В. И. Векслеру (1956). Суть К. м. у. состоит в том, что образованный тем или иным способом движущийся плотный сгусток эл-нов увлекает своим электрич. полем положит. ч-цы (протоны, ионы), сообщая им энергию, превышающую энергию эл-нов. Конечная энергия ионов во столько раз больше энергии эл-нов того же сгустка, во сколько раз масса иона больше массы эл-на; если ускоряются протоны, то это отношение равно 1836. Предложено свыше 10 схем К. м. у., отличающихся прежде всего способом создания движущихся сгустков релятив. эл-нов. Все они находятся в стадии разработки, наиб. разработанные из них описаны ниже.
Ускорение ионов интенсивным релятивистским электронным пучком.
Пучок эл-нов, попадая в разреж. газ и ионизуя его, ускоряет часть ионов газа до энергий, значительно превышающих энергию эл-нов. Механизм ускорения окончательно пока не выяснен, предполагается, что ионы увлекаются электронным сгущением, образующимся на фронте пучка. Входящий в газ пучок тормозится собств. кулоновским полем, его передние ч-цы (фронт) замедляются, образуя более плотный сгусток. Происходящая под влиянием эл-нов ионизация газа постепенно нейтрализует «хвост» электронного пучка, его тормозящее действие ослабляется, и «голова» пучка всё время продвигается вперёд со скоростью, определяемой скоростью нейтрализации, увлекая за собой ионы газа. Т. о., электронный сгусток движется со скоростями, зависящими от времени ионизации. Положительно заряж. ионы, попавшие в начальный момент в уплотнённую часть электронного пучка, удерживаются отрицательно заряж. эл-нами и движутся вместе с таким скачком плотности вдоль трубки с той же скоростью, а следовательно (из-за их большой массы), обладают во много раз большей энергией, чем эл-ны. Разработаны способы управления скоростью движения фронта ионизации, что явл. решающим для этого метода.
Авторезонансный метод ускорения в интенсивном релятив. электронном пучке.
Состоит в использовании для ускорения ионов электрич. поля волн плотности заряда, бегущих в электронном пучке, находящемся в магн. поле (идея, экспериментально ещё не подтверждена).
Принцип автоускорения
Основан на перераспределении энергии между ч-цами сгустка. При вз-ствии интенсивного сгустка ускоряемых ч-ц с окружающей средой одни ч-цы сгустка могут отдавать энергию среде, а другие получать от неё эту же энергию и ускоряться. Принцип автоускорения проверен экспериментально на резонансных структурах типов радиоволновода, объёмного резонатора. Он позволяет в неск. раз увеличить энергию интенсивного сгустка ч-ц.
Плазменный метод ускорения
Заключается в применении для ускорения ионов электрич. поля волн в плазме. При прохождении мощных электронных пучков сквозь плазму создаются условия, при к-рых часть энергии пучка расходуется на создание плазм. волны. Чтобы обеспечить регулярность этой волны, используется предварит. небольшая модуляция электронного пучка внеш. эл.-магн. полем. Изменяя частоту и фазу модуляции, а также плотность плазмы, можно управлять возникающей волной и сделать её пригодной для ускорения ч-ц. Осн. трудность метода состоит в эфф. возбуждении устойчивой сильной плазменной волны, имеющей требуемые для захвата и ускорения ч-ц параметры.
Ускорение ионов электронными кольцами (Векслер, 1967).
В релятив. электронных токовых кольцах, в к-рые вводятся положит. ионы, кулоновское расталкивание эл-нов почти полностью компенсируется взаимным притяжением параллельных нитей тока, так что для устойчивости кольца достаточна небольшая дополнит. фокусирующая сила (внеш. фокусирующее поле или небольшая примесь положит. ионов).
КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ
Упрощённая схема ускорителя с токовыми кольцами: 1 — электронное кольцо, первоначально образованное в магн. поле H; 2 — сжатое кольцо, удерживающее ионы; 3 — кольцо, ускоряемое электрич. полем вместе с «захваченными» ионами; 4 — вакуумная камера; 5 — ускорит. трубка (волновод).
Сами же ионы будут удерживаться в кольце сильным кулоновским полем интенсивного кольца и при движении кольца увлекаться им, что создаёт возможность их ускорения. Этот вариант коллективного ускорения ионов имеет наибольшее практич. значение. В ОИЯИ (Дубна) впервые реализовано ускорение тяжёлых ионов токовыми кольцами. Интенсивный электронный пучок из линейного ускорителя «свёртывается» магн. полем в кольцо, затем благодаря сильному увеличению магн. поля это кольцо сжимается, становясь более плотным, в него вводятся ионы (образующиеся обычно за счёт ионизации газа в камере), после чего кольцо ускоряется перпендикулярно его плоскости (внеш. электрич. полем или выталкиванием из сильного магн. поля), увлекая с собой ионы и ускоряя их (рис.).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.


.

Смотреть что такое "КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ" в других словарях:

  • КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ — методы ускорения заряж. частиц, а также их удержания в процессе ускорения, в к рых используются собственные эл. магн. поля, возникающие в результате взаимодействия одной группы зарядов с другой либо в результате взаимодействия группы зарядов с эл …   Физическая энциклопедия

  • КОЛЛЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ УСКОРЕНИЯ — заря женных частиц, методы, в к рых используются собств. эл. магн. поля, возникающие в результате взаимодействия одной группы зарядов с другой либо в результате взаимодействия группы зарядов с эл. магн. волной или плазмой (в отличие от методов… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Ускорения заряженных частиц коллективные методы. — Ускорения заряженных частиц коллективные методы. Ускорение заряженных частиц в современных ускорителях происходит благодаря взаимодействию заряда частицы с внешним электромагнитным полем (см. Ускорители заряженных частиц). Эффективность ускорения …   Большая советская энциклопедия

  • Ускорения заряженных частиц коллективные методы —         Ускорение заряженных частиц в современных ускорителях происходит благодаря взаимодействию заряда частицы с внешним электромагнитным полем (см. Ускорители заряженных частиц). Эффективность ускорения, т. е. средняя энергия, сообщаемая… …   Большая советская энциклопедия

  • УСКОРИТЕЛИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ — установки, служащие для ускорения заряж. частиц до высоких энергий. При обычном словоупотреблении ускорителями (У.) наз. установки, рассчитанные на ускорение частиц до энергий более МэВ. На рекордном У. протонов теватроне достигнута энергия 940… …   Физическая энциклопедия

  • Ускорители заряженных частиц —         устройства для получения заряженных частиц (электронов, протонов, атомных ядер, ионов) больших энергий. Ускорение производится с помощью электрического поля, способного изменять энергию частиц, обладающих электрическим зарядом. Магнитное… …   Большая советская энциклопедия

  • УСКОРИТЕЛИ — заряженных частиц, устройства для получения заряж. ч ц (эл нов, протонов, ат. ядер, ионов) больших энергий с помощью их ускорения в электрич. поле. Помимо физ. применений, играющих определяющую роль в развитии ускорит. техники, У. начинают всё… …   Физическая энциклопедия

  • ЛИНЕЙНЫЕ УСКОРИТЕЛИ — ускорители заряж. ч ц, в к рых траектории ч ц близки к прямым линиям. Л. у. существуют трёх типов: 1) высоковольтные ускорители, в к рых ч цы ускоряются пост. электрич. полем, создаваемым высоковольтными генераторами; 2) индукц. Л. у., в к рых… …   Физическая энциклопедия

  • ПЛАЗМЕННЫЕ УСКОРИТЕЛИ — устройства для получения потоков плазмы со скоростями 10 103 км/с, что соответствует кинетич. энергии ионов от =10 эВ до 105 107 эВ. На нижнем пределе энергии П. у. соседствуют с генераторами низкотемпературной плазмы плазмотронами, на верхнем с… …   Физическая энциклопедия

  • ЛИНЕЙНЫЕ УСКОРИТЕЛИ — ускорители заряженных частиц, в к рых траектории частиц близки к прямым линиям. Существуют четыре типа Л. у.: высоковольтные, индукционные, резонансные и коллективные (см. Коллективные методы ускорения). Термин Л. у. чаще применяют к ускорителям… …   Естествознание. Энциклопедический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.