ආරෝපිත අංශු රේඛීය ත්වරක. අංශු ලෙස ත්වරක වැඩ. අංශු ත්වරක ඇයි?

ආරෝපිත අංශු ත්වරණ -, එයද කට ආසන්න වේගයකින් ගමන්, විද්යුත් වශයෙන් ආරෝපිත පරමාණුක හෝ සකසන ලද්දේ උප පරමාණුක අංශු කදම්බ කරන උපකරණයකි. ඔහුගේ වැඩ කටයුතු පදනම ඔවුන්ගේ වැඩි අවශ්ය විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් මගින් ශක්තිය චුම්භක - හා ගමන් මග වෙනස් කරන්න.

අංශු ත්වරක මොනවාද?

මෙම උපකරණ පුළුල් ලෙස විද්යාව සහ කර්මාන්ත විවිධ ක්ෂේත්රවල භාවිතා වේ. මේ දක්වා ලොව පුරා 30 දහසකට වඩා වැඩි වේ. අංශු ත්වරක වන භෞතික විද්යාව සඳහා ස්වභාවිකව සිදු වන්නේ නැහැ පරමාණු ව්යුහය, න්යෂ්ටික සහ න්යෂ්ටික ගුණ ස්වභාවය මත මූලික පර්යේෂණ මෙවලමක් ලෙස සේවය කරති. අග පරමාණුක ක්රමාංකයක් ඇති සහ අනෙකුත් අස්ථාවර අංග ඇතුළත් වේ.

විසර්ජන නල නිශ්චිත චෝදනා තීරණය කිරීම සඳහා හැකි බවට පත් වී තිබේ සමඟ. අංශු ත්වරක ද කාර්මික රේඛනය දී කර්මයක, ජීව විද්යාත්මක ද්රව්ය විෂබීජහරණය කළ ලෙස, හා, විකිරණශීලී සමස්ථානික නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කරන විෂයන් ද්වය විශ්ලේෂණය. විශාලතම ඒකක මූලික අන්තර් ක්රියා අධ්යයනය තුළ භාවිතා වේ.

ත්වරණ සම්බන්ධයෙන් සෙසු කොටස් ආරෝපිත අංශු ජීවිත කාලය අංශු බව සමීප වේගය වේගවත් වඩා කුඩා වන ආලෝකයේ වේගය. මෙම කාලය ස්ථාන, සාපේක්ෂ වශයෙන් සුළු ප්රමාණයක් තහවුරු කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, සර්න්හි විස්මයජනක 0,9994c වේගය පිළිබඳ ජීවිත කාලය තුළ වැඩි 29 වතාවක් අත් කර ගෙන තිබේ.

මෙම ලිපිය තුල මොකක්ද දී සහ කම්කරු අංශු ත්වරකය, එහි සංවර්ධනය, විවිධ ආකාරයේ වෙනස් විශේෂාංග බලයි.

ත්වරණය මූලධර්ම

නොසලකා ඔබ දන්නා අංශු ත්වරක මොන වගේ, ඔවුන් පොදු අංග. පළමුව, ඔවුන් රූපවාහිනී පින්තූරය නල හෝ ඉලෙක්ට්රෝන පිළිබඳ පැමිණිල්ලේ දී ඉලෙක්ට්රෝන, ප්රෝටෝන හා විශාල ස්ථාපනය පිළිබඳ පැමිණිල්ලේ දී ඔවුන්ගේ හමු ප්රභවයක් තිබිය යුතුය. තවද, ඔවුන් තම ගමන් මග පාලනය කිරීමට අංශු හා චුම්බක ක්ෂේත්රයන් කඩිනම් කිරීම සඳහා විද්යුත් ක්ෂේත්ර සියලු තිබිය යුතුය. මීට අමතරව, චෝදනා අංශු ත්වරකය (10 ^-11 මි.මී. Hg ප්රමාණයක්. වී) දී රික්ත එම් ඊ ඒ අවශේෂ වාතය අවම ප්රමාණය, දිගු ජීවිත කාලය බාල්ක සහතික කිරීම සඳහා අවශ්ය වේ. අවසාන වශයෙන්, සියලු ස්ථාපනයන් සඳහා, වේගවත් අංශු ගණන් හා මිනුම් ලියාපදිංචි මාර්ගයෙන් තිබිය යුතුය.

පරම්පරාව

වඩාත් සුලබ ත්වරක භාවිතා වන ඉලෙක්ට්රෝන සහ ප්රෝටෝන, සියලු ද්රව්ය සොයා, නමුත් පළමු ඔවුන් තෝරා යුතුය. ඉලෙක්ට්රෝන සාමාන්යයෙන් පින්තූර කාලය මෙන් එකම විදිහට ජනනය - A "තුවක්කුවක්" ලෙස ද හඳුන්වනු ලැබේ වන උපාංගය. එය ඉලෙක්ට්රෝන පරමාණු ලකුණු එන්න කොහෙන් පටන් රාජ්ය රත් වන, වැකුම් දී කැතෝඩ (සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩය) වේ. සෘණ ආරෝපිත අංශු ඇනෝඩය (ධන ඉලෙක්ට්රෝඩය) වෙත ආකර්ෂණය අතර අලෙවිසැලේ හරහා ගමන් කර ඇත. ඉලෙක්ට්රෝන විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ බලපෑම යටතේ ගමන් නිසා තුවක්කුව ම ත්වරණ ලෙස ඉතා සරලයි. සාමාන්යයෙන් පරාසය 50-150 කේ.වී. දී, කැතෝඩ හා ඇනෝඩය අතර වෝල්ටීයතා.

ප්රෝටෝන අමතරව සියලු ද්රව්ය ඉලෙක්ට්රෝන සිට ද, නමුත් හයිඩ්රජන් පරමාණු සමන්විත තනි ප්රෝටෝන න්යෂ්ටිය පමණි. ඒ නිසා, ප්රෝටෝන ත්වරක සඳහා අංශු ප්රභවය හයිඩ්රජන් වායුව වේ. මේ අවස්ථාවේ දී, ගෑස් අයනීකරණය වන අතර ප්රෝටෝන කුහරය හරහා පිහිටා ඇත. විශාල ත්වරක ප්රෝටෝන බොහෝ විට ඍණ හයිඩ්රජන් අයන ස්වරූපයෙන් පිහිටුවා ඇත. ඔවුන් ද්වි පරමාණුක වායු අයනීකරණ නිෂ්පාදනයක් වන පරමාණු වලින් අතිරේක ඉලෙක්ට්රෝන නියෝජනය කරයි. වැඩ පහසු ආරම්භක අවදියේ දී සෘණ ආරෝපිත හයිඩ්රජන් අයන සිට. එසේ නම් ඔවුන් ත්වරණය අවසන් අදියර පෙර ඉලෙක්ට්රෝන ඔවුන් අහිමි වන සිහින් තීරු, හරහා ගමන්.

ත්වරණය

අංශු ත්වරක වැඩ ලෙස? ඔවුන් සියලු දෙනාගේ ප්රධාන ලක්ෂණයක් වන විද්යුත් ක්ෂේත්රය වේ. සරලම උදාහරණය - විදුලි බැටරි වල පර්යන්ත අතර පවතින තත්වයට සමාන ධනාත්මක සහ ඍණාත්මක විදුලි විභවයන් අතර නිල ඇඳුම ස්ථිතික ක්ෂේත්රයේ. සෘණ භාර ගෙන මෙම ඉලෙක්ට්රෝන ක්ෂේත්රයේ ධනාත්මක විභවය මෙහෙයවෙනු වන බලය නිරාවරණය කර ඇත. එය වේගවත් හා හරස්ව වන කිසිවක්, ඔහුගේ වේගය හා බලය වැඩි කරලා තියෙනවා නම්. වයරය මත හෝ වාතයේ ඇති සාධනීය විභවය දෙසට ගමන් කරමින් ඉලෙක්ට්රෝන, සහ පරමාණු සමග ගැටෙන බලශක්ති අහිමි, නමුත් ඔවුන් vacuo තුළ පිහිටා ඇති නම්, එවිට ඔවුන් ඇනෝඩය වෙත ළඟා ලෙස වේගවත් විය.

ඉලෙක්ට්රෝන නිර්වචනය ආරම්භයේ සහ අවසානයේ ආස්ථානය අතර ආතතිය ඔවුන් බලශක්ති මිලදී ගෙන ඇත. 1 V වැනි විභව වෙනසක් හරහා ගමන් කරන විට 1 ඉලෙක්ට්රෝන වෝල්ට් (eV) සමාන වේ. මෙම 1,6 × 10 ^-19 ජූල් හා සමාන වේ. පියාසර මදුරු ට්රිලියන ගුණයකින් වැඩි වන බලශක්ති. kinescope ඉලෙක්ට්රෝන දී වෝල්ටීයතා 10 ට වඩා වැඩි කේ.වී. වේගවත් කර ඇත. බොහෝ ත්වරක බොහෝ ඉහළ ශක්තීන්ගෙන් මැන මෙගා, giga හා TERA-ඉලෙක්ට්රෝන-වෝල්ට් ළඟා.

විශේෂ

, එවැනි ලෙස අංශු ත්වරක මුල්ම වර්ග කීපයක් වෝල්ටීයතා ගුණකය දක්වා මිලියන වෝල්ට් ඇති විභවයන් විසින් ජනනය නියත විද්යුත් ක්ෂේත්රය භාවිතා කිරීම සහ විදුලි උත්පාදක වෑන් ද Graaff ජනකය. එවැනි ඉහළ වෝල්ටීයතා පහසු වැඩ කරනවා. මේ සඳහා වඩාත් ප්රායෝගික විකල්පයක් අඩු විභවයන් ඉදිරිපත් දුර්වල විදුලි ක්ෂේත්ර නැවත නැවතත් පියවර වේ. රේඛීය හා චක්රීය (ප්රධාන වශයෙන් cyclotrons හා synchrotrons) - මෙම මූලධර්මය නූතන ත්වරක වර්ග දෙකක් භාවිතා කරයි. රේඛීය අංශු ත්වරක, කෙටි, ඔවුන් එක් වරක් වේගවත් ක්ෂේත්ර අනුක්රමය හරහා, ඔවුන් සාපේක්ෂව කුඩා විද්යුත් ක්ෂේත්රය මගින් චක්රලේඛයක් මාවතේ ගමන් අතර චක්රීය බොහෝ වතාවක් සම්මත. තනි විශාල ද ඒකාබද්ධ බලාත්මක කිරීමට බොහෝ කුඩා "ගැටිති" එකට එකතු වන බව එසේ මේ අවස්ථා දෙකේ දී ම අංශු අවසන් ශක්තිය, ක්රියා මුළු ක්ෂේත්රය මත රඳා පවතී.

ස්වභාවික ආකාරයෙන් විද්යුත් ක්ෂේත්ර උත්පාදනය කිරීමට ලීනියර් ඇක්සලරේටර් ඇති නැවත නැවත ව්යුහය, ඒසී, නෑ ඩීසී භාවිතා කිරීමයි. ධනාත්මක සමත් නම් ධන ආරෝපිත අංශු, සෘණ හැකි වේගවත් හා නව පණක් ලබා ඇත. භාවිතයේ දී, වෝල්ටීයතා ඉතා ඉක්මණින් වෙනස් කිරීම සිදු කළ යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, ඉතා වේගයෙන් 1 MeV ප්රෝටෝන පියවරයන් ක ශක්ති ms 0.01 1.4 මීටර් පසුකර යන, 0,46 ක ආලෝකයේ වේගය වේ. මෙම මීටර කීපයක් දිගු එහි පුනරාවර්තී ව්යුහය දී, විද්යුත් ක්ෂේත්ර අවම වශයෙන් 100 MHz ක සංඛ්යාත දිශාවකට වෙනස් විය යුතු ය යන්නයි. ෙර්ඛීය සහ චක්රීය ත්වරක අංශු සාමාන්යයෙන් 3000 100 MHz සිට ප්රත්යාවර්ත විදුලි ක්ෂේත්රයේ සංඛ්යාත සමග ඔවුන් විසුරුවා හැරීම, ටී. ඊ මයික්රොවේව් අවන් කිරීමට ගුවන් විදුලි තරංග පරාසය දී.

විද්යුත් චුම්භක තරංග මගින් ඇදුනු විට විද්යුත් හා චුම්භක ක්ෂේත්ර එකිනෙකාට සෘජු කෝණ දී සෑදීමේ සංකලනයක් වේ. වන ප්රධාන කාරණය අංශු පැමිණීම දී ඇති වන විද්යුත් ක්ෂේත්රය ත්වරණ දෛශිකයේ අනුව අධ්යක්ෂණය කරන බව එසේ ත්වරණ රැල්ල වෙනස් කිරීම සඳහා වේ. සංවෘත අවකාශයේ ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවන් ගමන් තරංග සංයෝජන, නල ඉන්ද්රියයන් තුළ ශබ්ද තරංග - මෙය ස්ථාවර තරංගයක භාවිතා කිරීමෙන් මෙය සිදු කළ හැක. කාගේ ප්රවේගයන් ආලෝකයේ වේගය, ගමන් කරන තරංග කරා වේගයෙන් ගමන් කරමින් ඉලෙක්ට්රෝන සඳහා විකල්ප හේතු වේ.

autophasing

ක ප්රත්යාවර්ත විදුලි ක්ෂේත්රයේ ත්වරණය වැදගත් ප්රතිඵලය "අදියර ස්ථාවරත්වය" වේ. එක් දෝලනයක් චක්රය ප්රත්යාවර්ත ක්ෂේත්රයේ නැවත ශුන්ය කිරීමට උපරිම වටිනාකම ශුන්ය හරහා, එය අවම වශයෙන් අඩු වන අතර ශුන්ය දක්වා ඉහළට. ඒ අනුව, ත්වරණය සඳහා අවශ්ය වටිනාකම හරහා දෙවරක් යයි. කාගේ ප්රවේගය වැඩි, අංශු ඉක්මණ් එන නම්, එය ප්රමාණවත් ශක්තිය ක්ෂේත්ර වැඩ නොකරන, සහ තල්ලුව දුර්වල වනු ඇත. මේ අතර ඉදිරි ප්රදේශය, ටෙස්ට් අග හා වඩා බලපෑමක් වූ විට. එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ස්වයං-මෙන්ද වේ, අංශු වේගවත් කලාපයේ එක් එක් ක්ෂේත්රය සමග අදියර වනු ඇත. තවත් බලපෑමක් ඇති කැටියක් වඩා අඛණ්ඩ ධාරාව පිහිටුවීමට කාලය තුළ ඔවුන් ජිනිවා හි ය.

බාල්කයේ දිශාව

ඔවුන් තම ව්යාපාරයේ දිශාව වෙනස් කළ හැකිය ලෙස ආකාරය ක්රියා හා අංශු ත්වරකය, නාට්ය හා චුම්බක ක්ෂේත්ර වැදගත් කාර්යභාරයක්. මෙය ඔවුන් චක්රලේඛයක් මග බාල්කයේ "නැවීම" සඳහා භාවිතා කළ හැකි බවත්, ඒ නිසා ඔවුන් නැවත නැවත එම වේගවත් කොටස මගින් සම්මත. සරලතම අවස්ථාවේ දී, සමජාතීය චුම්බක ක්ෂේත්රය මඟ පෙන්වීම්වලට කෝණයක් චලනය වන අංශු මත, එහි ව්යාපාරයේ දෙකටම ලම්භ බලයක් දෛශික, සහ ක්ෂේත්රයට. එය ක්රියා තම ක්ෂේත්ර හැලෙයි හෝ වෙනත් බලයක් එය මත ක්රියා කිරීමට ආරම්භ වන තෙක්, මේ කදම්භ ක්ෂේත්රයේ ලම්බ චක්රලේඛයක් මාර්ගය ගමන් කිරීමට හේතු වේ. මෙම බලපෑම එවැනි synchrotron හා cyclotron ලෙස චක්රීය ත්වරක භාවිතා වේ. එය cyclotron දී, නිරන්තර ක්ෂේත්රයේ විශාල චුම්බකයක් විසින් නිෂ්පාදනය කර ඇත. ඔවුන්ගේ ශක්තිය වැඩි සිල්වත් එක් එක් විප්ලවය සමග වේගවත් එකිනෙකට ප්රතිවිරුද්ධ ලෙස සර්පිලාකාරව ගමන් සමග අංශු. මෙම synchrotron කැටිති නියත අරය සමග මුද්ද පමණ ගමන්, සහ අංශු ලෙස මුද්ද වැඩි අවට විද ත් චුම්බක විසින් ජනනය කරන ලද ක්ෂේත්ර වේගවත් කර ඇත. කදම්බ therebetween උරුම විය හැකි බව එසේ "නැවීම" සපයන විද්යුත් චුම්බක පිරිසක් අඩකවාකාරව හැඩය නැවුණු උතුරු හා දකුණු පොලුවලින් dipoles, නියෝජනය කරයි.

මෙම විද දෙවැනි වැදගත් කාර්යය ඔවුන් හැකි පරිදි පටු සහ උග්ර බව එසේ කදම්බ අවධානය යොමු කිරීමයි. එකිනෙකට ප්රතිවිරුද්ධ පිහිටා කණු හතරක් (දෙකක් උතුරු හා දකුණු දෙකක්) සමග - නාභිගත චුම්භකයක් සරලතම. ඔවුන් එක් දිශාවකට මධ්යස්ථානයට අංශු තල්ලු, නමුත් ඒවා එකිනෙකට ලම්බක බෙදාහැර කිරීමට ඉඩ ලබා දේ. Quadrupole චුම්බක ඔහු සිරස් අතට අවධානය යන්න ඉඩ තිරස් අතට පොල්ලක් අවධානය යොමු කරන්න. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, ඔවුන් යුගල වශයෙන් භාවිතා කළ යුතු ය. වඩා නිවැරදි අවධානය යොමු කිරීම සඳහා ද පොලු (6 සහ 8) විශාල සංඛ්යාවක් සමග වඩාත් සූක්ෂම විද්යුත් චුම්බක භාවිතා වේ.

ඔවුන් වැඩි අධ්යක්ෂණය චුම්බක ක්ෂේත්රය ශක්තිය අංශු වැඩි වන බලශක්ති, සිට,. මේ එක ම ගමන් මග පිළිබඳ කදම්භ කරයි. මෙම කිරි මුද්ද හඳුන්වා ඇති අතර එය ඉවත් හා අත්හදා බැලීම් සඳහා යොදා ගත හැකි පෙර අපේක්ෂිත ශක්තිය වේගවත් කර ඇත. මේ පුවතින් ද synchrotron මුද්ද සිට අංශු තල්ලු කිරීමට සක්රිය කරන විද ත් චුම්බක විසින් ලබා ගෙන ඇත.

ගැටීමෙන්

, වෛද්ය ප්රතිකාර හා කර්මාන්තය තුළ භාවිතා කළ අංශු ත්වරක චෝදනා ප්රධාන වශයෙන් සුවිශේෂී අරමුණු, උදා, ප්රකිරණය හෝ අයන ෙරෝපණය කිරීම සඳහා කදම්බ නිෂ්පාදනය. මෙම එක් වරක් භාවිතා කරන අංශු බවයි. වසර ගණනාවක් තිස්සේ එම මූලික පර්යේෂණ භාවිතා ත්වරක සැබෑ විය. නමුත් මුදු බාල්ක දෙකක් ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවන් සංසරනය වන, 1970 දී වර්ධනය සහ පරිපථ පමණ එකිනෙක ඝට්ටනය විය. එවැනි පද්ධති වල ඇති ප්රධාන වාසිය අංශු මුහුනට බලශක්ති ඔවුන් අතර අන්තර් ශක්තිය කෙළින්ම බව ය. මෙම කදම්බ ගම්යතාව සංරක්ෂණ මූලධර්මය අනුව, බලශක්ති බොහෝ යෝජනාව තුල වූ ඉලක්කය ද්රව්ය අඩු කිරීමට යයි කරන අවස්ථාවක, ලිපි ද්රව්ය පින්තූර රියක් වන විට සිදු වන දෙය සමඟින් වෙනස් ලෙසකින් පෙනෙන්නට තිබෙන්නකි.

එකට ගැටීමෙන් බාල්ක සමහර පරිගණක ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවන් සංසරනය වන දෙකක් හෝ ඊට වැඩි ස්ථානවල දෙකක් ඡේදනය මුදු,,, එකම වර්ගයේ අංශු ඉදි කර ඇත. වඩාත් පොදු ඝට්ටකය අංශු-ප්රතිඅංශු. ප්රතිඅංශු සම්බන්ධිත අංශු විරුද්ධ චෝදනා ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, එනම් පොසිට්රෝනයක් යනු ධන ආරෝපිත, ධන ආරෝපිත වන අතර, ඉලෙක්ට්රෝන - සෘණ. මෙම ඉලෙක්ට්රෝන ත්වරණය කරන, ක්ෙෂේත එනම් පොසිට්රෝනයක් යනු ධන ආරෝපිත එකම දිශාවට චලනය වන, මන්දගාමී බවයි. එහෙත් ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට අග පියවර නම්, එය වේගවත් වනු ඇත. දකුණු - ඒ හා සමානව, ඉලෙක්ට්රෝනයකට වමට චුම්බක ක්ෂේත්ර වක්රය සහ එනම් පොසිට්රෝනයක් යනු ධන ආරෝපිත හරහා ගමන්. එහෙත් එනම් පොසිට්රෝනයක් යනු ධන ආරෝපිත ඉදිරියට ගමන් කරනවා නම්, එවිට ඔහුගේ මාර්ගය නිවැරදි කිරීමට රටේ නොවෙනස්ව දිගටම, නමුත් ඉලෙක්ට්රෝන හා සමාන වක්රය මත ඇත. කෙසේ වෙතත්, මේ අංශු synchrotron එම විද්යුත් චුම්බක පිළිබඳ මුද්ද හරහා ගමන් හා ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවන් එම විද්යුත් ක්ෂේත්ර විසින් වේගවත් කළ හැකි බවයි. මෙම මූලධර්මය මත, බාල්ක එකට ගැටීමෙන් බොහෝ බලවත් ඝට්ටකයන් නිර්මාණය ටී. කරන්න. එකම එක දාමයකට ත්වරණ අවශ්ය වේ.

මෙම synchrotron කදම්භය දිගින් දිගටම ගමන් කරමින් නැහැ ඒකාග්ර "clumps." ඔවුන් දිග හා විශ්කම්භය මිලිමීටර දසයෙන් කොටසක් සෙන්ටිමීටර් කිහිපයක් විය යුතු අතර, අංශු ¹² 10 ක් සමන්විත වේ හැක. මෙම අඩු ඝනත්වය, එවැනි ද්රව්ය ප්රමාණය ^{ඔක්තෝබර්} පරමාණු ²³ ක් අඩංගු වන බැවින්,. ඒ නිසා, එය එකට ගැටීමෙන් බාල්ක ඡේදනය විට, අංශු එකිනෙක සමඟ ප්රතික්රියා කරන බව කුඩා සම්භාවිතාව පමණක් පවතී. ප්රායෝගිකව කැටිති මුද්ද කිරීමට සහ නැවත රැස්වීමට දිගටම. ආරෝපිත අංශු (10 ^-11 මි.මී. Hg ප්රමාණයක්. වී) ක ත්වරණ ඉහළ රික්තය අංශු ගුවන් අණු සමග ගැටුම් තොරව පැය ගණනක් සංසරණය කළ හැකි සඳහා අවශ්ය වේ. ඒ නිසා, මුද්ද ද, සමුච්චිත ලෙස හැඳින්වේ බාල්ක ඇත්තටම පැය කිහිපයක් සඳහා එහි ගබඩා කර නිසා.

ලියාපදිංචි

බහුතරයක් අංශු ත්වරක ලියාපදිංචි විය හැකිය අංශු ප්රතිවිරුද්ධ දිසාවට ගමන්, ඉලක්කය හෝ වෙනත් කදම්භ පහර විට සිදුවේ. රූපවාහිනී පින්තූර කාලය තුළ, තුවක්කුව සිට ඉලෙක්ට්රෝන වන අභ්යන්තර පෘෂ්ඨයක් මත ෙෆොස්ෆර් තිරය පහර සහ ඒ අනුව සම්ප්රේෂණය රූපය මුහුණලා ඇති ආලෝකය, විමෝචනය කිරීමට. ත්වරක එවැනි විශේෂිත අනාවරක විසිරුණු අංශු සඳහා ප්රතික්රියා, නමුත් ඔවුන් සාමාන්යයෙන් පරිගණක දත්ත බවට පරිවර්තනය හා පරිගණක වැඩසටහන් මගින් විශ්ලේෂණය කළ හැකි බව විදුලි සංඥා නිර්මාණය කිරීමට නිර්මාණය කර ඇත. අංග පරමාණු අයනීකරණ හෝ උත්තේජනය විසින් උදාහරණයක් ලෙස, ද්රව්යමය හරහා ගමන් විදුලි සංඥා නිෂ්පාදනය සහ සෘජුව අනාවරණය කර ගත හැක්කේ චෝදනා කළේය. එවැනි නියුට්රොන හෝ ෆෝටෝන ලෙස මධ්යස්ථ අංශු ඔවුන් යෝජනාව බව ආරෝපිත අංශු හැසිරීම හරහා වක්රව අනාවරණය කළ හැක.

බොහෝ විශේෂිත අනාවරක ඇත. එවැනි උදා වූ ගයිගර්, අංශු ගණන, සහ අනෙකුත් භාවිත සඳහා,, බලශක්ති පීලි හෝ ප්රවේග මිනුම් සටහන් ලෙස ඔවුන්ගෙන් සමහරෙක් කතා කොට,. ප්රමාණය හා තාක්ෂණය නූතන අනාවරක, කුඩා භාර දැනුමින් උපකරණ සිට ආරෝපිත අංශු විසින් නිෂ්පාදනය නොවු පීලි අනාවරණය වන වයර් සමග විශාල ගෑස් පිරවූ කුටි සඳහා වෙනස් විය හැක.

කතාව

අංශු ත්වරක පරමාණුක හා බහුපරමාණුක සංයෝගවල මූලික අංශු ගුණ අධ්යයන කටයුතු සඳහා ප්රධාන වශයෙන් සංවර්ධනය. බ්රිතාන්ය භෞතික විද්යාඥ විවෘත කර අර්නස්ට් රදර්ෆඩ් 1919 දී, නයිට්රජන් න්යෂ්ටියේ හා ඇල්ෆා අංශු ප්රතිචාරය, 1932 දක්වා න්යෂ්ටික භෞතික විද්යාව ක්ෂේත්රයේ සියලු පර්යේෂණ සිදු ස්වාභාවික විකිරණශීලී මූලද්රව්ය ක්ෂය විසින් නිකුත් හීලියම් න්යෂ්ටි සමග සිදු කරන ලදී. ස්වභාවික ඇල්ෆා-අංශු 8 MeV ක චාලක ශක්තිය ඇති, නමුත් රදර්ෆඩ් ඔවුන් කෘතිම බර න්යෂ්ටිවල දිරාපත්වීම නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා ඊටත් වඩා වැඩි වටිනාකම් වේගවත් කළ යුතු බව විශ්වාස කළහ. ඒ වන විට එය අපහසු. කෙසේ වෙතත්, විසින් 1928 දී කරන ලද ගණනය කිරීම් Georgiem Gamovym (Göttingen, ජර්මනිය විශ්ව විද්යාලයේ), අයන, වඩා පහත් ශක්තීන් භාවිතා කළ හැකි බව පෙන්වා, හා මෙම න්යෂ්ටික පර්යේෂණ සඳහා ප්රමාණවත් කදම්බ සපයන මධ්යස්ථානයක් ඉදිකිරීමට උත්සාහයන් උත්තේජනය කර ඇත.

මේ අවධිය පිළිබඳ වෙනත් සිද්ධීන්, ආරෝපිත අංශු ත්වරක මේ දවස ඉදි කරන ලද විසින් මූලධර්ම පෙන්නුම් කළා. කෘතිම වේගවත් අයන සමග ප්රථම සාර්ථක අත්හදා කේම්බ්රිජ් විශ්වවිද්යාලයේ 1932 දී Cockroft සහ වෝල්ටන් පවත්වන ලදී. වෝල්ටීයතා ගුණකය භාවිතා කිරීමෙන්, ප්රෝටෝන 710 keV වේගවත්, සහ අග ඇල්ෆා අංශු දෙකක් පිහිටුවීමට ලිතියම් සමඟ ප්රතික්රියා බවයි ඇත. 1931 වන විට, නිව් ජර්සි ප්රාන්තයේ ප්රින්ස්ටන් විශ්ව විද්යාලයේ රොබට් වෑන් ද Graaff විද්යුත් තීරය පළමු උසස් හැකි උත්පාදක ඉදි කළේය. වෝල්ටීයතා ගුණකය කොක්රෝෆ්ට්-වෝල්ටන් ජනක යන්ත්ර හා වෑන් ද Graaff ජනකය තවමත් ත්වරක සඳහා බලශක්ති ප්රභවයන් ලෙස භාවිතා කරයි.

රේඛීය අනුනාදයක් ත්වරණ මූලධර්මය Aachen, ජර්මනියේ 1928 වන රයින්-Westphalian තාක්ෂණික විශ්ව විද්යාලයේ රොල්ෆ් Widerøe පෙන්නුම් කළ ඔහු ඔවුන්ට කියන්න දෙවතාවක්, වඩා වැඩි ශක්තීන් සෝඩියම් සහ පොටෑසියම් අයන කඩිනම් කිරීම සඳහා ඉහළ ප්රත්යාවර්තක වෝල්ටීයතාව, භාවිත කළා. 1931 දී ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය අර්නස්ට් Lourens සහ ඔහුගේ සහායක කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්යාලයේ ඩේවිඩ් ස්ලෝන් දී, 1.2 ට වඩා වැඩි MeV ශක්තීන් රසදිය අයන වේගවත් කිරීම සඳහා ඉහළ සංඛ්යාත ක්ෂේත්ර භාවිතා. මෙම කාර්යය අධික ආරෝපිත අංශු Wideröe ක ත්වරණ අනුපූරකව ඇත, නමුත් අයන කදම්බ න්යෂ්ටික පර්යේෂණ ප්රයෝජනවත් නොවේ.

, චුම්භක අනුනාද ත්වරණකාරකයක් හෝ cyclotron, ලෝරන්ස් Wideröe ස්ථාපනය නවීකරණය ලෙස බිහි විය. ශිෂ්ය ලෝරන්ස් Livingston 80 keV ක ශක්තියක් සහිත අයන කරමින්, 1931 දී cyclotron මූලධර්මය පෙන්නුම් කළා. 1932 දී, ලෝරන්ස් සහ Livingston 1 කට වඩා වැඩි MeV දක්වා ප්රෝටෝන ත්වරණය නිවේදනය කරයි. MeV 4 ක් පමණ - පසුව 1930 ගනන්වල දී, බලශක්ති cyclotrons 25 ක් පමණ MeV, සහ වෑන් ද Graaff විය. වර්ෂ 1940 දී, ඩොනල්ඩ් Kerst, ඉලිනොයිස් විශ්ව විද්යාලයේ ඉදි චුම්භක ව්යුහය, පළමු betatron, චුම්බක ෙපේරණය ඉලෙක්ට්රෝන ත්වරණ කිරීමට කක්ෂයේ ප්රවේශම් ගණනය කිරීම් ප්රතිඵල අයදුම්.

නූතන භෞතික විද්යාව: අංශු ත්වරක

දෙවන ලෝක යුද්ධයෙන් පසු ඉහළ ශක්තීන් අංශු වේගවත් විද්යාව තුළ විශාල ප්රගතියක් ඇති විය. එය බර්ක්ලි සහ මොස්කව් හි ව්ලැඩිමීර් Veksler දී එඩ්වින් McMillan ආරම්භ විය. වර්ෂ 1945 දී, ඔවුන් දෙදෙනාම ස්වාධීනව එකිනෙකාගෙන් වේ අදියර ස්ථාවරත්වය මූලධර්මය විස්තර කර ඇත. මෙම සංකල්පය ප්රෝටෝන බලශක්ති සීමා ඉවත්කරන සහ ඉලෙක්ට්රෝන සඳහා, චුම්භක අනුනාද ත්වරක (synchrotrons) නිර්මාණය උදව් කරන චක්රලේඛය ත්වරණ දී අංශු ස්ථාවර කක්ෂ පවත්වාගෙන යෑම සඳහා මාධ්යයක් ඉදිරිපත් කරයි. Autophasing, අදියර ස්ථාවරත්වය මූලධර්මය ක්රියාත්මක කිරීම, කැලිෆෝනියා විශ්ව විද්යාලයේ දී කුඩා synchrocyclotron සහ එංගලන්තයේ synchrotron ඉදි කර අවසන් වූ පසු තහවුරු කරන ලදී. ඉන් ටික කලකට පසුව, පළමු ප්රෝටෝන රේඛීය අනුනාදයක් ත්වරණ නිර්මාණය කරන ලදී. මෙම ප්රතිපත්තිය එදා සිට ඉදි සියලු ප්රධාන ප්රෝටෝන synchrotrons භාවිතා වේ.

වර්ෂ 1947 දී, විලියම් හැන්සන්, කැලිෆෝනියාවේ ස්ටැන්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්යාලයේ පළමු ඉලෙක්ට්රෝන ලීනියර් ඇක්සලරේටර් දෙවන ලෝක යුද්ධ සමයේ රේඩාර් ලෙස වර්ධනය වී ඇති ක්ෂුද්ර තරංග තාක්ෂණය භාවිතා කරන ලද ගමන් කරන තරංග, ඉදි.

මෙතෙක් විශාල ත්වරක ඉදිකිරීම හේතු වූ ප්රෝටෝන බලශක්ති, වැඩි කිරීම මගින් අධ්යයනය ප්රගතිය කළ හැකි විය. මෙම ප්රවනතාවය විශාල චුම්බකයක් මුද්ද නතර කර ඇත ඉහළ නිෂ්පාදන පිරිවැය වේ. විශාලතම ටොන් 40,000 ක් පමණ බරකින් යුක්ත වන. යන්ත්රය ප්රමාණය වර්ධනය තොරව ශක්තිය වැඩි කිරීම සඳහා වූ ක්රම 1952 දී පමණ තිරගත වූ අවධානය යොමු ප්රත්යාවර්ත ක තාක්ෂණය (සමහර විට අවධානය යොමු ශක්තිමත් හැඳින්වේ) ලිවිංස්ටන්, Courant හා ස්නයිඩර් godu. මෙම ප්රතිපත්තිය මත වැඩ Synchrotrons, පෙර වඩා 100 ගුණයකින් කුඩා චුම්බක භාවිතා කරන්න. එවැනි අවධානය යොමු නවීන synchrotrons භාවිතා වේ.

1956 දී Kerst අංශු කාණ්ඩ දෙක කක්ෂ ඡේදනය මත රඳවා නම්, ඔබ මුහුණට මුහුණ ගැටීමෙන් නැරඹිය හැකි බව අවබෝධ විය. මෙම අදහසේ අයදුම්පත් සමුච්චය නමින් සමුච්චිත, චක්ර බාල්ක වේගවත් අවශ්ය. මෙම තාක්ෂණය අන්තර් අංශු උපරිම ශක්තිය අත් කර ගෙන ඇත.