Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Niespodzianka
Strona główna Artykuły
Dodatkowy na dole

Dodatkowy u góry

Struktury liniowe wysokich częstotliwości do przyspieszania elektronów

Elektrony są cząstkami lekkimi, dlatego po przekroczeniu energii 1 MeV stają cząstkami relatywistycznymi (dla 5 MeV prędkość ich różni się jedynie o 0,5% prędkości światła!). Elektrony bardzo szybko uzyskują wysokie energie dlatego przy dalszych ich przyśpieszeniach zmiany uzyskiwanej energii są niewielkie. Własności te wyjaśniają dlaczego tak łatwo przyśpieszać elektrony polem elektrycznym o wielkiej częstości, czyli krótszymi długościami fal.

Rezonatory i fale [1, 2]

Do przyśpieszania elektronów wykorzystuje się nieskomplikowany układ rezonatorów cylindrycznych tworzących falowód. Elektrony przesuwają się w rezonatorze z prędkością fali bieżącej. Falowód do wytwarzania tego rodzaju fal zakończony jest najczęściej oporem falowym, pochłaniającym energię rozchodzącej się fali. W falowodach (dla idealnie gładkich ścian) prędkość fazowa jest większa od prędkości cząstki, gdyż zakłada się, że jest większa od prędkości światła. Prędkość fali można regulować za pomocą przesłon, jednak warunkiem sprawności układu jest poruszanie się elektronów synchronicznie z falą.

W układach tego typu osiąga się gradienty liniowe mogą sięgać nawet 100 MeVm-1. Na schemacie (Rys. 1) przedstawiono akcelerator z falowodem zasilanym jednopunktowo z generatora mikrofalowego energią w.cz. dla różnych fal.




Rys. 1 Układy akceleratorów liniowych w.cz.: A. z falą bieżącą; B. z falą stojącą; Ps – moc w.cz.

Akcelerator elektronowy wysokiej częstotliwości [1, 2, 3]


Wiązka elektronów wytwarzana jest w źródle. Źródło z żarzoną katodą pracuje w układzie triodowym, zaś anoda zasilana jest napięciem stałym. Najczęściej ok. 50kV co pozwala uzyskać elektronom prędkość równą ok. 0,5 c. Źródło znajduje się w siatce źródła. Siatka ta może być naładowana ujemnie, wtedy elektrony nie przepływają lub dodatnio o amplitudzie rzędu kilkuset woltów, umożliwiającej ruch elektronów. Impulsy te mogą 1 – 10 μs sięgających nawet do 1000 impulsów na minutę.

Zasilanie każdej z sekcji akceleratora pochodzi z generatorów wyposażonych w magnetrony lub klistrony działające na paśmie częstotliwości S (1,55 – 5,2 GHz, czyli długość fali to 19,2 – 5,75 cm).




Rys. 2 Schemat podstawowy liniowego akceleratora elektronowego

Wiązka elektronów wytworzonych w źródle trafia do układu grupowania wstępnego (pojedynczy rezonator). Układ ten moduluje prędkość elektronów (elektrony wolne przyśpieszane są intensywniej, zaś te o dużej energii słabiej) w celu uzyskania kompresji wzdłużnej (pakiet elektronów o małych rozmiarach liniowych). W znanej odległości ruchu liniowego wiązki, aż 70% elektronów zgrupowanych jest w przedziale fazowym o szerokości ∆ф ≈ 70°. Właściwy układ przyśpieszający jest zasilany napięciem w.cz. konieczne4 jest aby faza wiązki i napięcia były zgodne, w tym celu stosuje się układ grupujący z poprzecznym polem elektrycznym w.cz. (bramka elektroniczna). Oczywiście w nowych typach akceleratorów jest możliwe skojarzenie układu grupowania wstępnego z systemem bramkującym w postaci jednego rezonatora. Właściwy układ grupujący nadaje energię elektronom ok. 250keV (0,75c). Wiązka po dalszych kompresjach fazowych znajduje się w przedziale fazowym wynoszącym. Wiązka ta przekazywana jest do kolejnych sekcji przyśpieszających.

W akceleratorach liniowych w.cz. elektrony posiadają prędkość rzędu kilku do kilkudziesięciu MeV. Układ grupowania wstępnego i zasadniczego jest zwykle skojarzony z pierwszą sekcją przyśpieszającą. W tego typu akceleratorach stosuje się magnetrony jako źródła zasilania (ok. 2MW). Przyspieszanie odbywa się za pomocą fali stojącej. Etap pierwszej sekcji odbywa się na drodze 1 m. Od tego momentu wiązka jest całkowicie relatywistyczna (różnica w stosunku do akceleratorów jonowych w.cz.).

Autor: Katarzyna Czuba

Literatura:


1. http://physics.uwb.edu.pl/
2. www.cern.ch
3. Courier CERN 41:5





Tagi: układ grupowania wstępnego, układ grupowania zasadniczego, akcelerator liniowy wysokich częstotliwości, lab, laboratorium, elektron, fala
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje



Informacje dnia: Naukowe oblicze futbolu Polacy stworzyli prototyp drukarki 3D ze skanerem 3D Rower przyszłości W Polsce powstaje bioniczna nerka Białka iRhom2 kluczem do walki z chorobą Alzheimera Naukowcy odkryli nowe wirusy Naukowe oblicze futbolu Polacy stworzyli prototyp drukarki 3D ze skanerem 3D Rower przyszłości W Polsce powstaje bioniczna nerka Białka iRhom2 kluczem do walki z chorobą Alzheimera Naukowcy odkryli nowe wirusy Naukowe oblicze futbolu Polacy stworzyli prototyp drukarki 3D ze skanerem 3D Rower przyszłości W Polsce powstaje bioniczna nerka Białka iRhom2 kluczem do walki z chorobą Alzheimera Naukowcy odkryli nowe wirusy

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje