Realizarea si studiul reactiilor nucleare nu pot fi facute decat daca particula-proiectil va primi o energie cinetica suficienta pentru a initia reactia. Ca urmare, se construiesc acceleratoare de particule capabile sa furnizeze energia necesara. Pot fi accelerate in mod direct doar particule cu sarcina, in acest scop utilizandu-se diverse combinatii de campuri electrice si magnetice, statice sau variabile, omogene sau neomogene. Dezvoltarea acceleratoarelor incepe dupa 1962, ca urmare directa a descoperirii reactiilor nucleare. In tab.1 sunt cuprinse principalele date privind acceleratoarele de particule. Primul tip de accelerator este cel electrostatic sau direct. El se compune dintr-un generator de inalta tensiune (continua), o sursa de particule, un tub de accelerare si o tinta. Aceste parti componente pot fi gasite, cu mici modificari, la toate tipurile de acceleratoare. Generatorul de inalta tensiune, poate fi o masina electrostatica, un transformator ridicator de tensiune urmat de un grup de redresori, sau instalatii special construite, cum ar fi generatorul Van de Graaff sau generatorul de cascada, de tipul Cocroft-Walton. Tensiunea inalta pe care o furnizeaza generatorul se aplica unor electrozi ce formeaza un condensator. Unul dintre electrozi contine sursa de particule, iar pe celalalt se pune tinta formata din nucleele pe care dorim sa le bombardam. In cursul acelerarii particulele trec printr-un tub vidat, numit tub de accelerare. Tubul este astfel construit, incat particulele sa formeze un fascicul convergent pe tinta. Daca tensiunea inalta aplicata este V, atunci energia pe care o va castiga o particula in acceleratorul direct va fi E=qV, unde q este sarcina electrica pe care o poseda particula. Se vede ca pentru aceeasi tensiune de accelerare, energia particulei este cu atat mai mare, cu cat sarcina q este mai mare. Ca atare, accelerarea directa este convenabila mai ales pentru particulele grele, cu sarcina mare (ioni multiplu ionizati). Intensitatea fasciculului de particule aceelerat se masoara de obicei prin curentul electric corespunzator. Spre exemplu, un curent de protoni de 1 mA corespunde unui flux de 6*1016 particule pe secunda. Tipul Denumirea Construit in...de... Camp magnetic Frecventa campului electric Raza de rotatie Particulele accelerate Performante in prezent Acceleratori electrostatici (directi) Transformator de inalta tensiune 1926 G.Breit -- -- liniar Orice particula incarcata cu sarcina 5 MeV ~ 18 MeV Tip Cockroft-Walton 1932 J.D. Cockroft E.I.S. Walton -- -- liniar Tip Van de Graaff 1929 Van de Graaff -- -- liniar Acceleratori liniari liniar 1931 D.H. Sloane -- const liniar Particule grele 20 GeV Acceleratori de rezonanta ciclotronul 1934 E.O. Lawrence const const variabil p, d, ? ioni ~ 20 MeV sincrociclotron (fazatron) 1946 J.R. Richardson const variabil variabil p, d, ? ~ 10 GeV sincrotron 1946 F.K. Goward, D.E.Barnes variabil const const e ~ 680 MeV Sincrofazotron (cosmotron) (sincroton de protoni) 1947 M.L. Oliphant variabil variabil const p, d 10 GeV protoni Acceleratori prin inductie betatronul 1945 M.Kerst variabil -- const. e ~ 300 MeV a) Generatorul Van de Graaff este o masina electrostatica prin influenta, care permite producerea a milioane de volti. In fig 1 se poate vedea schema unui astfel de generator. El este format dintr-o sfera metalica, goala in interior, de raza R, ce formeaza o cusca Faraday si care prin intermediul colectorului (B) culege sarcinile de pe banda transportoare (C). Banda transportoare primeste, la randul ei, sarcina de la un generator obisnuit, de inalta tensiune (10 - 20 kV), prin intermediul unor varfuri ascutite (a). Pentru realizarea transportului, banda se confectioneaza din cauciuc sau un alt material izolant si este pusa in miscare de catre un motor electric, in sensul indicat in figura, cu viteza constanta v. Sursa de inalta tensiune se aplica (borna pozitiva) unui sistem de varfuri ascutite, plasate in fata benzii transportoare, care, pe partea cealalta, are un electrod la borna negativa. In jurul varfurilor se produce un fenomen de ionizare intens, datorita campului electric foarte mare ce exista in preajma lor
După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site (vezi detalii).
