ФАЗОТРОН
Phasotron
Фазотрон – циклический
ускоритель тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы
двигаются в постоянном и однородном магнитном поле и ускоряются в уменьшающемся
по частоте высокочастотном электрическом поле.
В своих основных чертах принцип действия и устройство фазотрона
те же, что и у циклотрона. Однако циклотрон ускоряет нерелятивистские частицы,
для которых справедливы законы ньютоновской механики (например, протоны
с энергией до 25 МэВ). Для таких частиц время одного оборота в дуантах не
зависит от энергии и поэтому в циклотроне используется ускоряющее высокочастотное
поле неизменной частоты. Однако, когда скорость протона достигает примерно
1/5 скорости света, вступают в силу законы релятивистской механики и условие
синхронизма нарушается. С каждым новым оборотом время обращения увеличивается,
и частицы с всё бОльшим опозданием подходят к зазору между дуантами, попадая
не в ускоряющую, а в замедляющую фазу высокочастотного электрического поля.
В фазотроне этот эффект релятивистского запаздывания компенсируется
соответствующим снижением частоты ускоряющего поля. В этой связи фазотрон
функционирует в режиме повторяющихся с определённой частотой интервалов
ускорения. Частота ускоряющего поля в рабочей части каждого интервала падает
в соответствии с энергией частиц, а затем возвращается к своему начальному
значению. После этого начинается следующий интервал ускорения.
|