Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Sławomir Wronka, 21.05.2007r. 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Sławomir Wronka, 21.05.2007r. 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ."— Zapis prezentacji:

1 Sławomir Wronka, 21.05.2007r

2 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

3 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Akcelerator to urządzenie do przyspieszania cząstek, w którym możemy kontrolować parametry wiązki  Przyspieszanie odbywa się za pomocą pola elektrycznego  Tylko cząstki niosące ładunek  Do skupienia cząstek w wiązkę oraz do nadania im pożądanego kierunku używa się odpowiednio ukształtowanego, w niektórych konstrukcjach także zmieniającego się w czasie, pola magnetycznego lub elektrycznego

4 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Domowy akcelerator: kineskop TV Elektrony są przyspieszane w próżni w kierunku dodatnio naładowanej elektrody. Pola elektromagnetyczne prowadzą wiązkę do ekranu. W miejscach, gdzie wiązka uderza, ekran robi się jasny, budując w ten sposób obraz.

5 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Badania naukowe  Medycyna  Przemysł  …….

6 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ D.Brandt, 2004 Accelerators in the world (2002)

7 Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) Bertha Röntgen’s Hand 8 Nov, 1895 Modern radiograph of a hand Odkrycie promieniowania X

8 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Metody DC  Akceleratory liniowe  Akceleratory kołowe

9 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ keV, MeV, GeV, TeV

10 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Cząstka nabiera energii poruszając się pomiędzy dwoma potencjałami ΔV=V-V 0. Wiązka przechodzi tylko raz Im wyższy potencjał tym większa energia

11 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ 400kV 200kV Cockcroft- Walton.

12 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

13 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

14

15 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ T5 Cząstki przyspieszane pomiędzy komorami dryfowymi Konieczność coraz dłuższych komór Ograniczenia: rozmiary (dla 7MHz, proton 1MeV pokonuje 2m/cykl), straty radiacyjne dla wyższych częstotliwości T5T4T3T2T1 źródło

16 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

17 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Zamykamy przestrzeń przyspieszania we wnęce o dobranej częstotliwości rezonansowej Metoda Alvareza

18 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

19 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Pierwszy akcelerator Alvareza zbudowany został w 1946r. Przyspieszał protony do energii 32 MeV, zasilany ze źródła 200MHz.  Używane do dziś dla ciężkich cząstek. Efektywne przyspieszanie w zakresie

20 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  v/c ElektronProton 10 keV0,1950,0046 100 keV0,5480,0147 1 MeV0,9410,0465 5 MeV0,9960,1026 10 MeV0,9990,1451 1GeV ~1 !!!

21 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Wysoka częstotliwość, ponieważ duża prędkość !  Fala 10cm – 3000 MHz

22 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Pomysł – może wystarczy wziąć falowód ? Elektrony będą przyspieszać wraz z poruszającą się falą.  Tak, ale jest mały problem – fala elektromagnetyczna o głównej składowej pola E „do przodu” porusza się ZA SZYBKO w kołowych lub prostokątnych falowodach.

23 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Dyski o odpowiedniej średnicy zapewniają „zwolnienie” rozprzestrzeniania się fali tak, aby zapewnić prędkość porównywalną z prędkością cząstek (v~c)

24 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Standing waveMoving wave

25 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ p Butla z wodorem:

26

27 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

28 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Wartość siły Lorenza: Siła skierowana jest prostopadle do wektora prędkości Siła Lorenza to siła dośrodkowa

29 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Okres ruchu: Częstość kołowa: Częstość cyklotronowa niezależna od prędkości

30 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Nagroda Nobla 1939

31 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Cząstki w polu magnetycznym elektromagnesu (nabiegunniki zwane duantami)  Zmienne pole wcz w szczelinie  Ruch cząstki zsynchronizowany z polem przyspieszającym – 10-30 MHz.  Relatywistyczny przyrost masy rozsynchronizowuje cały proces – limit energetyczny…

32 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Np. Protony – do 10MeV  NIE DO ELEKTRONÓW

33 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

34 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Cyklotron izochroniczny - akcelerator z azymutalną modulacją pola - cyklotron, skonstruowany tak by czas jednego obiegu rozpędzanych cząstek był stały (stąd nazwa izochroniczny) pomimo wzrostu masy cząstki wywołanej efektami relatywistycznymi, które występują przy rozpędzaniu cząstek do prędkości porównywalnych z prędkością światła.

35 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Stały czas obiegu uzyskuje się poprzez odpowiednie ukształtowanie pola magnetycznego zakrzywiającego tor ruchu cząstek. Wzrost pola magnetycznego na zewnątrz uzyskuje się poprzez wykonanie odpowiednich nacięć w rdzeniu elektromagnesu.

36 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

37 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Modyfikacja taka upraszcza układ zasilania w napięcie przyspieszające, które jest generatorem o stałej częstotliwości. Umożliwia pracę ciągłą akceleratora a przez to także zwiększa maksymalną energię możliwą do osiągnięcia oraz natężenie wiązki.

38 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

39 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Aby skompensować relatywistyczny wzrost masy – możemy zmienić częstotliwość RF  Np. CERN, 600MeV, 30.6MHz – 16.6MHz, 30000 obiegów protonów, przyrost energii 20keV/obieg.

40 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Jeśli zsynchronizowana zostanie częstość obiegu cząstek w pierścieniu akceleracyjnym z częstością zmiany pól: elektrycznego i magnetycznego, to proces akceleracji może odbywać się bez zmiany promienia okręgu po którym krążą cząstki. /Oliphant 1943/

41 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Na obwodzie umieszczamy:  Wnęki przyspieszające RF  Magnesy  Urządzenia dodatkowe

42 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Storage rings  Colliders

43 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Każda cząstka zakrzywiana w polu magnetycznym wypromieniowuje energię – promieniowanie synchrotronowe  Moc strat ~ 1/(r 2 *m 0 4 )

44 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Zderzamy dwie wiązki, prawdopodobieństwo interakcji ~ N 2 /A  Zderzamy je f razy na sekundę  Ilość oddziaływań ~ f * N 2 /A MAX MIN

45 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

46 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

47 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

48 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

49 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ

50 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Na obwodzie umieszczamy:  Wnęki przyspieszające RF  Magnesy zakrzywiające  Elementy skupiające – magnesy kwadrupolowe  Pompy próżniowe (zła próżnia = pogorszenie parametrów wiązki, fałszywe wyniki exp., spadek wydajności)  Monitory wiązki

51 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Synchrotron – R=const Elena Wildner

52 Cockcroft Walton Akcelerator liniowy Wideroe Cyclotron Lawrence Van Der Graff Alvarez Linac Synchrotron Oliphant Synchrocyclotron McMillan and Veksler Strong Focusing Courant and Snyder Przyspieszanie polem elektrostatycznym Przyspieszanie polem wcz

53 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ  Przyspieszamy cząstki we wnękach rezonansowych polem RF  Kierunek ruchu modyfikujemy polem B  Akcelerator liniowy – tylko jedno przejście  Akcelerator kołowy – wielokrotne przyspieszanie  Zwiększanie promienia zmniejsza straty

54 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ Elena Wildner


Pobierz ppt "Sławomir Wronka, 21.05.2007r. 21.05.2007dr Sławomir Wronka, IPJ."

Podobne prezentacje


Reklamy Google