Синхротрон

Відео: Меганаука. синхротрон

Схематична будова синхротрона Синхротрон Soleil під Парижем Теватрон синхротрон - прискорювач релятівіськіх заряджених частинок.
Синхротрон сконструйований таким чином, щоб траєкторія пучка прискорених часток не залежала від їх швидкості. Тому він за зовнішнім виглядом нагадує тор. Стабільна траєкторія можлива тільки для частинок, попередньо розігнаних до швидкості, близької до швидкості світла. Для прискорення частинок до релятивістських швидкостей в синхротронах основному використовуються лінійні прискорювачі.
Перевагою синхротрона над циклотроном є те, що при постійному радіусі орбіти, магніти, в поле яких загортаються заряджені частинки, можна розмістити тільки на периферії, що зменшує їх розміри і масу. Одночасно радіус синхротрона можна зробити набагато більше.
Радіус траєкторії заряджених частинок при релятивістських швидкостях визначається формулою

,



де R - радіус траєкторії, що збігається з радіусом тора синхротрона, v - швидкість частинки, - Енергія частинки з масою спокою m, c - швидкість світла, q - заряд частинки, H - напруженість магнітного поля.
Для того, щоб радіус залишався незмінним, необхідно при змінювати магнітне поле таки чином, щоб виконувалося співвідношення





Синхротрони, на відміну від циклотронів, можуть прискорювати електрони до енергій в межах 100 МеВ - 10 ГеВ. Важкі частинки, наприклад, протони можна прискорити до 1 ТеВ. Такий прискорювач під назвою Теватрон, радіусом 6,3 км, був побудований в 1983 році в Батавії, штат Іллінойс.
Частинки в синхротроні рухаються по колу, тобто з прискоренням. Заряджені частинки, що рухаються з прискоренням випромінюють електромагнітні хвилі. Випромінювання накладає обмеження на енергію, з якою можна розігнати частинки, але одночасно електромагнітне випромінювання, яке називають синхротронним випромінюванням, можна використовувати. У наш час це стало основним призначенням синхротроні. Потужне монохроматическое рентгенівське випромінювання, яке можна отримати в синхротронах, вікорістовуетсья в рентгеноструктурном аналізі, для літографії в мікроелектроніці і т.д.
Винахідником циклотрона був Луїс Уолтер Альварес.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!