Acceletoarele de particule sunt instalaţii care accelerează microparticule ( electroni, protoni, deuteroni), imprimându-le viteze foarte mari, datorate transmiterii, prin intermediul câmpului electric, a unei anumite energii fasciculelor de particule încărcate.
Un accelerator de particule se compune din următoarele elemente principale: pornind din sursă, particulele trec în dispozitivul de accelerare propriu-zis, care are organe de injectare şi de extragere a fasciculului, apoi acestea trec printr-un aparat de analiză a fasciculelor secundare, de unde, parcurgând un dispozitiv de reglare a tensiunii, ajung pe ţinte, unde există aparate de analiză a produselor de interacţiune. Totul se află într-o incintă vidată, care are nevoie de un serios echipament de pompare. Dacă este vorba despre un accelerator circular, traiectoriile particulelor sunt "conduse" de câmpuri magnetice extrem de puternice. La toate aceste organe esenţiale se adaugă multiple circuite electronice, care conduc derularea ciclului, surse electrice variate, de tensiune şi de curent, circuite de răcire, pupitre de comandă şi blindaje împotrivă radiaţiilor.
În desenul de mai jos este reprezentat un tandem, adică o instalaţie care produce protoni, pe care-i schimbă în ioni negativi de hidrogen ( atomii de hidrogen având câte un electron în plus), ce sunt acceleraţi la un potenţial pozitiv de 10 milioane de volţi. Apoi aceşti ioni negativi suferă " o curăţare" de electroni, ieşind că fascicul de ioni ( pozitivi, adică) şi fiind acceleraţi din nou la potenţialul Pământului.
Există multe tipuri de acceleratoare de particule.
Cele mai vechi, au început să funcţioneze după 1920 şi care ( ca tip) mai sunt folosite larg şi azi, sunt cele de mică energie şi cele electrostatice, cele mai cunoscute fiind tipurile Cockcroft-Walton, Van de Graaff, Felici.
Acceleratoarele de putere medie, sunt acceleratoarele liniare atât de protoni, cât şi de electroni; în ele particulele parcurg trasee rectilinii.
Cele mai puternice, dar şi mai noi, sunt acceleratoarele circulare.
Ciclotronul este caracterizat de un important electromagnet cu câmp uniform, particulele executând o spirală plană, în sincrotron, frecvenţă de revoluţie a particulelor variază în timpul unui ciclu de accelerare.
Microtronul are o cavitate de accelerare de hiperfrecvenţa ( în lungime de 3 la 20 de cm), prin a cărei traversare, de mai multe ori, se produce creşterea, de fiecare data, a masei şi a energiei electronilor.
Betatronul constă în special dintr-un câmp magnetic uniform, pulsat, care asigură o traiectorie circulară electronilor.
Aceste "aparate" ale zilelor noastre , cu ajutorul cărora se fac unele dintre cele mai fine experienţe de fizică ( de exemplu, simularea de particule elementare, altfel determinate numai din vârful peniţei), sunt nişte instalaţii, unele, de dimensiuni extrem de mari. Dăm numai două exemple: sincrotronul de la Serpuhovo ( Rusia), al cărui magnet cântăreşte 20 000 tone, este plasat pe un cerc cu o rază de 236 m. La Geneva funcţionează un sincrotron al CENTRULUI EUROPEAN de CERCETĂRI NUCLEARE ( C.E.R.N.), care are un diametru de 2,4 km, suprafaţa laboratoarelor se întinde pe mai mulţi kilometri pătraţi, în laboratoare lucrând circa 5000 de persoane, iar puterea electrică folosită de ordinul a 100 MW. Desigur, acceleratoarele pot fi şi de dimensiuni obişnuite: betatronul este instalat într-un cabinet medical.
Asemena instalaţii, complicate şi scumpe se utilizează în cercetări de fizică, biologie, industrie.
Un accelerator de particule se compune din următoarele elemente principale: pornind din sursă, particulele trec în dispozitivul de accelerare propriu-zis, care are organe de injectare şi de extragere a fasciculului, apoi acestea trec printr-un aparat de analiză a fasciculelor secundare, de unde, parcurgând un dispozitiv de reglare a tensiunii, ajung pe ţinte, unde există aparate de analiză a produselor de interacţiune. Totul se află într-o incintă vidată, care are nevoie de un serios echipament de pompare. Dacă este vorba despre un accelerator circular, traiectoriile particulelor sunt "conduse" de câmpuri magnetice extrem de puternice. La toate aceste organe esenţiale se adaugă multiple circuite electronice, care conduc derularea ciclului, surse electrice variate, de tensiune şi de curent, circuite de răcire, pupitre de comandă şi blindaje împotrivă radiaţiilor.
În desenul de mai jos este reprezentat un tandem, adică o instalaţie care produce protoni, pe care-i schimbă în ioni negativi de hidrogen ( atomii de hidrogen având câte un electron în plus), ce sunt acceleraţi la un potenţial pozitiv de 10 milioane de volţi. Apoi aceşti ioni negativi suferă " o curăţare" de electroni, ieşind că fascicul de ioni ( pozitivi, adică) şi fiind acceleraţi din nou la potenţialul Pământului.
Există multe tipuri de acceleratoare de particule.
Cele mai vechi, au început să funcţioneze după 1920 şi care ( ca tip) mai sunt folosite larg şi azi, sunt cele de mică energie şi cele electrostatice, cele mai cunoscute fiind tipurile Cockcroft-Walton, Van de Graaff, Felici.
Acceleratoarele de putere medie, sunt acceleratoarele liniare atât de protoni, cât şi de electroni; în ele particulele parcurg trasee rectilinii.
Cele mai puternice, dar şi mai noi, sunt acceleratoarele circulare.
Ciclotronul este caracterizat de un important electromagnet cu câmp uniform, particulele executând o spirală plană, în sincrotron, frecvenţă de revoluţie a particulelor variază în timpul unui ciclu de accelerare.
Microtronul are o cavitate de accelerare de hiperfrecvenţa ( în lungime de 3 la 20 de cm), prin a cărei traversare, de mai multe ori, se produce creşterea, de fiecare data, a masei şi a energiei electronilor.
Betatronul constă în special dintr-un câmp magnetic uniform, pulsat, care asigură o traiectorie circulară electronilor.
Aceste "aparate" ale zilelor noastre , cu ajutorul cărora se fac unele dintre cele mai fine experienţe de fizică ( de exemplu, simularea de particule elementare, altfel determinate numai din vârful peniţei), sunt nişte instalaţii, unele, de dimensiuni extrem de mari. Dăm numai două exemple: sincrotronul de la Serpuhovo ( Rusia), al cărui magnet cântăreşte 20 000 tone, este plasat pe un cerc cu o rază de 236 m. La Geneva funcţionează un sincrotron al CENTRULUI EUROPEAN de CERCETĂRI NUCLEARE ( C.E.R.N.), care are un diametru de 2,4 km, suprafaţa laboratoarelor se întinde pe mai mulţi kilometri pătraţi, în laboratoare lucrând circa 5000 de persoane, iar puterea electrică folosită de ordinul a 100 MW. Desigur, acceleratoarele pot fi şi de dimensiuni obişnuite: betatronul este instalat într-un cabinet medical.
Asemena instalaţii, complicate şi scumpe se utilizează în cercetări de fizică, biologie, industrie.
Postări
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu