Циклічні прискорювачі елементарних частинок

План:

1. Вступ:

1.1 Історія розвитку прискорювачів

1.2 Класифікація прискорювачів

2. Циклічні прискорювачі з сталим полем:

2.1 Циклотрон

2.2 Ізохронний циклотрон.

2.3 Фазотрон

2.4 Мікротрон

3. Циклічні прискорювачі з сталим радіусом орбіти:

3.1 Синхротрон

3.2 Бетатрон

3.3 Синхрофазотрон

3.4 Колайдер

4. Висновок

5. Література

1. Вступ:

1.1 Історія розвитку прискорювачів

Поштовхом до розвитку прискорювачів заряджених частинок послужили дослідження будови ядра, що вимагали потоків заряджених частинок високої енергії. Природні джерела заряджених частинок, що застосовувалися спочатку, - радіоактивні елементи - були обмежені як по інтенсивності, так і по енергії частинок, що випускаються. З моменту здійснення першого штучного перетворення ядер (1919, Э. Резерфорд ) за допомогою потоку α-частинок від радіоактивного джерела почалися пошуки способів отримання пучків прискорених частинок.

У початковий період (1919-1932) розвиток прискорювачів йшов по шляху отримання високої напруги і їх використання для безпосереднього прискорення заряджених частинок. У 1931 амер. фізиком Р. Ван-де-Граафом був побудований електростатичний генератор, а в 1932 англ. фізики Дж. Кокрофт і Э. Уолтон в лабораторії Резерфорда розробили каскадний генератор. Ці установки дозволили отримати потоки прискорених частинок з енергією близько мільйона електрон-вольт (Мев). У 1932 вперше була здійснена ядерна реакція, що порушується штучно прискореними частинками, - розщеплювання ядра літію протонами.

Період 1931-1944 - час зародження і розквіту резонансного методу прискорення, при якому прискорювані частинки багато разів проходять прискорюючий проміжок, набираючи велику енергію навіть при помірній прискорюючій напрузі. Засновані на цьому методі циклічні прискорювачі - циклотрони - незабаром обігнали в своєму розвитку електростатичні прискорювачі. До кінця періоду на циклотронах була досягнута енергія протонів близько 10-20 Мев. У 1940 амер. фізик Д. У. Керст реалізував циклічний індукційний прискорювач електронів (бетатрон), ідея якого раніше вже висувалася (амер. фізик Дж. Слепян, 1922; швейц. фізик Р. Відерое, 1928).