Мікротрон

Мікротрон (прискорювач зі змінною кратністю) — тип резонансних циклічних прискорювачів електронів. У мікротроні ведуче магнітне поле і частота прискорювального поля постійні (як у циклотроні), однак період обігу згустку на кожному оберті змінюється, так щоб кожен раз частинки приходили в прискорювальний зазор у правильній фазі високочастотного електричного поля.

Схема класичного мікротрона
Розрізний мікротрон

Принцип дії

Класичний мікротрон, ідею якого було запропоновано у 1944 році Володимиром Векслером[1], являє собою круглий дипольний магніт, але на відміну від циклотрона частинки інжектуються не в центрі, а скраю, де встановлено порожнисті прискорювальні електроди. Далі частинки рухаються по колах все більшого радіуса, отримуючи на кожному оберті такий приріст енергії, щоб нова частота обертання знову була кратна частоті ВЧ-системи. Така зміна частоти обертання можлива лише для ультрарелятивістських частинок (тому мікротрон використовується для легких частинок, електронів), в той час як в застосовуваному для нерелятивістських йонів циклотроні частота обертання не залежить від енергії. Обмеженням енергії у мікротроні є розмір електромагніту, що створює ведуче поле.

Прискорювальне електромагнітне поле має частоту мікрохвильового діапазону і як джерело енергії найчастіше використовується магнетрон. Виведення пучка прискорених частинок виконується з довільної орбіти мікротрона за допомогою магнітоекрануючого каналу (сталевої трубки).

Розрізний мікротрон

Модифікація класичного мікротрона — розрізний або рейстрек-мікротрон. У ньому є два 180-градусних дипольних магніти («магнітне дзеркало»), а між ними — прямолінійні проміжки з прискорювальною ВЧ-системою та іншими елементами. Для компактності, орбіта пучка на різних обертах може бути на прямолінійній ділянці рознесена в різні вакуумні камери.

Деякі мікротрони

Найбільший у світі мікротрон — останній ступінь прискорювального комплексу MAMI у Майнцському університеті, Німеччина. Комплекс складається з 3.5 МеВ інжектора і каскаду з чотирьох мікротронів, останній з яких має енергію 1.5 ГеВ на випуску[2].

У Фізичному інституті ім. П. Н. Лебедєва РАН у Москві в даний час йде запуск 55 МеВ мікротрона[3]. Цей мікротрон слугуватиме джерелом гамма-випромінювання для виявлення вибухових речовин.

Див. також

Примітки
  1. Мікротрон у Фізичній енциклопедії
  2. MAMI—Accelerator. Архів оригіналу за 1 серпня 2010. Процитовано 27 квітня 2014.
  3. 55 MeV Special Purpose Race-Track Microtron Comissioning, AI Karev et al, Proc. RuPAC'' 2010, pp.316-318.

Література
  • Капіца С.П., Мелехін В.Н. Мікротрон. — Москва : Наука, 1969. — 211 с.

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.