СУРЪАТФИЗОХОИ ЗАРРАХОИ ЗАРЯДНОК

СУРЪАТФИЗОХОИ ЗАРРАХОИ ЗАРЯДНОК, дастгоххоеро гуянд, ки барои тавассути майдони электри хосил кардани заррахои зарядноки баландэнергия (электронхо, протонхо, ядрохои атоми) таъин шудаанд.

Дар Суръатфизохои заррахои заряднок дастаи заррахои зарядноке хосил мегардад, ки энергияашон ба садхо ГэВ мерасад. Селиин гуна заррахо барои вокеи гардондани реакцияхои гуногуни ядрои, барои тахкики сохти ядрохои атоми ва заррахои элементариву таъсироти мутакобили онхо истифода мешавад.

Суръатфизохои заррахои заряднок ду навъ мешаваонд: муттасила ва мунфасила (имнулси). Дар суръатфизохои муттасила сели заррахо бо мурури замон бетагйир мемонад. Дар суръатфизохои мунфасил бошад, заррахо лахт-лахт (гурух-гурух) афканда мешаванд. Бузургии чараёни импулси (яъне хосили зарби адади заррахои дар 1 с аз «дули» Суръатфизохои заррахои заряднок афкананда ва заряди электрии яктои онхо) назар ба кимати миёнаи чараёни заррахои суръатфизои муттасила хазорхо маротиба зиёд буда мотавонад.

Суръатфизохо аз руи тарзи корашон низ ду навъ мошаванд: дар суръатфизохои навъи аввал заррахо суръати худро бо таъсири майдони электросгатикии шиддаташ тагйирнаёбанда меафзоянд; дар суръатфизохои навъи сони суръати заррахо дар натичаи таъсири чандинкаратаи майдони электрии тагйирёбанда зиёд машавад. Суръатфизохои навъи дуюм дар навбати худ ду хел мешаванд: ростхатта ва цикли. Траекторияи харакати заррахо дар суръатфизохои ростхатта хати ростро мемонаду дар суръатфизохо цикли (циклотрон, синхротрон, синхрофазотрон, микротрон ва гайра) — доира ё спирали бозшавандаро.

Суръатфизохои ростхатта (ё хатти) ду навъ мешавад: резонанси ва индукциони. Суръатфизохои ростхаттаи резонанси барои афзудани суръати протонхо аз катори найчахои дарунхолие иборат аст, ки онхо ба манбаи шиддати электрии тагйирёбанда пайвастанд. Протонхо дар фосилахои 3 танхо дар мавриди суръати худро афзуда метавонанд, ки хангоми манфи будани шиддати найчаи оянда ба охири найчаи пешина оянд; онхо танхо дар фосилаи 3-и байни найчахо шитоб мегиранд, зеро дар даруни найчахо майдони электри вучуд надорад.

Суръатфизохои ростхаттаи индукциони одатан барои то якчанд карат афзудани суръати электронхо истифода мешаванд. Суръатфизохои ростхаттаи резонанси бошанд, электронхоро то ~20 ва протонхоро то ~ 80 ГэВ тезонида метавонанд.

Сиклотрон, барои тезонидани протонхо (ё ионхо) истифода мешавад. Сиклотрон (расми 2) аз дуантхо ном ду электроди нимсилиндрии Д-шакл иборат аст, ки андаруни камераи вакууми дар майдони магнитии якчинсаи шадидияташ Н (дар масофаи муайян аз якдигар) чой дода мошаванд. Генератори баландбасомади 4 дар фосилаи байни дуантхо майдони электрии тагйирёбанда хосил мекунад.

Иони аз манбаи 4 хоричгардида бо таъсири шиддати тагйирёбанда суи дуанте медавад, ки дар хамин лахза потенциали манфи дошта бошад. Баъд дар лахзаи ояндаи вакт (ном даври Т-и тагйироти майдони электри, яъне t — Т) ион ба таъсири майдони маиши дар даруни он дуант ним давра кашида, то лахзаи аломати мукобил гирифтани майдони электри ба сархади фосилаи байни дуантхо меояд ва ба суи дуанти дигар шитоб мегирад. Ин ходиса пас аз хар муддати Т/2 такрор меёбад. Циклотрон ба протонхо то 20 МэВ энергия дода метавонаду бас. Ин норасои дар сиклотрони изохрони, фазотрон, синхротрон ва синхрофазотрон бартараф шудааст. Цикдотрони изохрони протонхоро то 1 ГэВ энергия бахшида метавонад.

Фазотрон ё синхросиклотров. Аз сиклотрон ба он фарк мекунад, ки дар фазотрон басомади ибтидоии шиддати тезонанда _о = 2/Т — qН/m_оС даври тагйир меёбад (кам мешавад), яъне фазотрон импулси кор мекунад. Хар гурух (импулс)-и заррахои шитобдодаи фазотрон то 10⁹—10¹⁰ зарра дошта метавонад. Хадди болоии энергияе, ки заррахо дар фазотрон гирифта метавонанд физикан махдуд набуда ба имкониятхои иктисоди вобаста аст.

Синхротрон суръатфизои циклию резонансии электронхост. Дар ин навъи суръатфизо суръати электронхо зуд меафзояд ва барон энергияхоие = 10 МэВ ба суръати рушнои с наздик (≈c) мешавад—афзоиш минбаъдаи энергияи электрон ба суръати он асаре намекунад; он гох муддати як давр задани электрон Т низ ба энергия новобаста шуда мемонад. Электрон дар синхротрон энергияи худро ба таври резонанси афзуда метавонад, ки даври гардиши он Т хамеша хамчени даври тагйироти майдони электрии тезонанда Т бимонад. Ин дар мавриде муяссар мегардад, ки дар ифодаи  нисбати  собит монад, яъне хамшеван ба афзоиши энергияи пурраи электрон шадидияти майдони магнити хам зиёд шудан гирад. Дар ин маврид радиуси мадори харакати электрон ва басомади майдони тезонанда собит мемонад. Синхротрон ба электронхо аз 0,1 то 12 ГэВ энергия дода метавонад. Афзоиши минбаъдаи энергияи электронхо бо сабаби афканишоти электромагнити баровардани онхо махдуд мегардад.

Синхрофазотрон ё синхротронипротонхо, мошинестбароито 1 ГэВвабештаразонафзуданиэнергияипротонхо. Синхрофазотрон мисли циклотрон халкашакл аст (расми 3). Радиуси мадори харакатизаррахо дар синхрофазотрон собит нигох дошта мешавад: барои инзарур аст, ки ба андозаи афзудани суръат (энергия)-изарра шадидияти майдони магнити зиёд шудан гирад, то ки траекторияи зарраи суръатфузударо бештар кач карда тавонад.

Микротрон, циклотрони электронхо, дастгохи суръатфизоии электронхост. Дар микротрон низ мадори харакати заррахо давравист. Аммо ин даврахо маркази муштарак не, балки як нуктаи расиш доранд (расми 4); электронхо хар бор азхамон як фосилаи суръатфизояндаи резонатори 2 гузашта, энергияи худро афзуда, дар гардиши оянда азруи мадори калонтар харакат мекунанд.

Чараёни дастаи электронхои шитобдодаимикротрон 100 мкА (даррежимикорибефосила) —100 мА (даррежимиимпулси) будаметавонад. Хаддиохириэнергияиэлектронходармикротрон 70 МэВ аст (ин хад ба мураккаб шуданн харакати электронхо дар фосилаи суръатфизояндаи резонатор ва майдони магнити алокаманд аст).

Бетатрон, суръатфизои доиравии гайрирезонансии электронхост. Дар бетатрон, бар хилофи суръатфизохои циклии дигар, майдони электрикии тезонанда аз берун «дода» намешавад, балки дар натичаи зуд тагйир ёфтани майдони магнити ба вучуд омада, электронхоро андаруни халкаи дарунхолии 1 (расми 5) аэ руимадори собитрадиус харакат медихад. Вале барои бетагйир мондани радиуси мадори электронхо зарур аст, ки тезии афзоиши энергняи онхо ба суръати афзоиши шадидияти майдони магнитии качкунандаи траекторияи харакати электронхо хамшеван ояд. Бетатрон энергияи электронхоро то 100—300 МэВ афзуда метавонад. Аммо онро одатан барои хосил кардани электронхои энергияашон 20—50 МэВ истифода мекунанд.   С. Ковири.