ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ускорители — источники быстрых ядерных частиц из "Новые элементы в периодической системе Д И Менделеева" Между двумя шарами помещается откачанная трубка, в которую через маленькое отверстие вводятся положительно заряженные ионы из специального ионного источника. Попадая в трубку генератора, ионы испытывают отталкивание со стороны положительного и притяжение со стороны отрицательного полюса и в результате этого ускоряющего действия электрического поля, пройдя всю трубку, приобретают энергию, равную произведению величины заряда на разность потенциалов. Так, при разности потенциалов в 5 млн. вольт протоны (2=1) приобретают энергию 5 мэв, а а-частицы (2 = 2) энергию 10 мэв. [c.66] Между тем, для решения ряда физических задач требовалось ускорение ядерных частиц до еш,е больших энергий. Эта задача была выполнена уже на основании многократного ускорения частиц переменным электрическим полем. [c.67] Из установок, созданных для ускорения ядерных частиц переменным электрическим полем, самое широкое распространение получил циклотрон, на принципе устройства которого мы сейчас и остановимся. [c.67] Схема камеры циклотрона изображена на рис. 20 и 21. Камера представляет собой откачанный до высокого вакуума цилиндр, помещенный между полюсами большого электромагнита. [c.67] Внутри камеры расположены два электрода А и В, сделанные в виде полых полуцилиндров, разделенных между собой зазором по диаметру камеры. Эти электроды называются дуантами, и на них подается переменное электрическое поле. Половину времени каждый дуант заряжен положительно, половину времени — отрицательно, причем если у одного дуанта в данный момент времени потенциал положительный, то у второго дуанта потенциал отрицательный. [c.67] Таким образом, хотя разность потенциалов между дуантами относительно не очень велика — порядка десятков или сотен тысяч вольт, ион ускоряется этой разностью потенциалов много раз и в результате набирает большую энергию. На циклотронах удалось получить протоны с энергией до 9 мэв, дейтроны с энергией до 18 мэв и а-частицы с энергией до 35 мэв. При этом токи частиц такой энергии достигают единиц и десятков микроампер, т. е. около 10 —10 частиц в секунду. Чтобы получить такое количество а-частиц, надо было бы иметь источники в сотни граммов и килограммы радия. [c.68] На рис. 22 изображен общий вид большого циклотрона, ускоряющего частицы до перечисленных выше энергий. Диаметр наконечников полюсов магнита этого циклотрона равен 150 см. Хотя установка и производит весьма внушительное впечатление, но она значительно меньше электростатического генератора дает же циклотрон частицы гораздо большей энергии. [c.69] Постоянство времени обращения ионов в дуантах лежало в основе устройства циклотрона. Однако это постоянство сохраняется лишь при таких энергиях ионов, для которых соответствующая прибавка массы ничтожно мала по сравнению с массой покоя ионов. [c.70] При больших энергиях, кроме массы покоя, нужно рассматривать электромагнитную массу движения, возрастающую по мере раскручивания ионов. В таких условиях время обращения ионов начинает возрастать с возрастанием радиуса, и ускорение при помощи циклотрона оказывается невозможным. [c.70] Казалось, что это явление кладет предел возможности ускорительной техники. Однако в 1944 г. советский физик 13. И. Векслер предложил новый принцип автофазиров-ки ускоряемых частиц, который дает возможность, меняя частоту ускоряющего электрического поля или величину магнитного поля во время ускорения частицы, повысить предел ускорения заряженных частиц до сотен и тысяч мэв. [c.70] С тех пор в литературе уже появилось много сообщений о ядерных реакциях, возникающих под действием ядерных частиц высоких энергий — до 300—400 мэв. [c.70] Благодаря ускорителям за последние 15—20 лет были изучены тысячи различных ядерных реакций и искусственно приготовлены сотни радиоактивных изотопов. [c.70] Уже на примере первых искусственных радиоактивных изотопов супруги Жолио-Кюри обнаружили новый вид радиоактивности—испускание позитронов (р -распад). [c.70] Советскими физиками И. В. Курчатовым, Б. В. Курчатовым, Л. Мысовским и Л. Русиновым была открыта изомерия искусственных радиоактивных изотопов. [c.71] Вернуться к основной статье