Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 7 – Akceleratory.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 7 – Akceleratory."— Zapis prezentacji:

1 FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 7 – Akceleratory

2 Akceleratory

3 urządzenia wytwarzające strumienie naładowanych cząstek o (odpowiednio) dużej energii izotopy radioaktywne źródła naturalne promieniowanie kosmiczne reaktory jądrowe źródła sztuczne akceleratory

4 Akceleratory przyspieszane cząstki: e, p, d,, jon parametry energia: E, E/A natężenie wiązki źródło cząstek akcelerator system transport u target detektortrigger dst daq wyzwalacz zbieranie danych zapis danych

5 V = 10 MV E k = 10 MeV Akceleratory elektrostatyczne Jak osiągnąć wysoką różnicę potencjałów?

6 Akceleratory elektrostatyczne V0V0 4V04V0 generator kaskadowy, Cockroft, Walton (1932) maksymalnie V = 3 MV wyładowania… … akceleracja wstępna V 0 sin t V 0 +V 0 sin t V0V0 2V 0 4V 0 3V 0

7 Cockcroft, Walton 1932 – pierwsze rozbicie jądra: 1 H + 7 Li 2 (300 kV)

8 Akceleratory elektrostatyczne generator Van de Graaffa (1935) maksymalne V kilka MV upływ ładunku można zmniejszyć przez wypełnienie azotem lub argonem pod ciśnieniem kilkunastu atmosfer

9 Van de Graaff

10 Tandem elektroda dodatnia kanał dodający ładunek kanał zdzierający ładunek źródło jonów Tandemy wielostopniowe - maksymalne V 20 MV

11 Akcelerator liniowy Los Alamos, protony 800 MeV SLAC (Uniwersytet Stanforda ) 3 km, elektrony do 3 0 GeV generator przyspieszenie wydrążone elektrody(E = 0) Częstość zmian pola elektrycznego dobrana tak, aby cząstki trafiały w szczeliny w fazie przyspieszającej.

12 Akcelerator liniowy

13 Cyklotron B nie zależy od r ! częstotliwość cyklotronowa maksymalna energia kinetyczna:

14 Cyklotron

15 kompleks

16 Cyklotron Cyklotron Uniwersytetu Warszawskiego przyspiesza jony węgla do 10 MeV/nukleon Podstawowe parametry: Typ: Izochroniczny, AVF Średnica: 2 m Struktura magnetyczna: Cztery sektory Napięcie przyspieszania 70 kV Metoda wyprowadzenia wiązki - zdzieranie ładunku Zakres wartości stosunku masa/ładunek jonów: 2-10

17 S ynchrotron injektor wyprowadzenie wiązki dipol magnetyczny - pole magn. rośnie wraz z pędem cząstki. wnęki przyspieszajace

18 S ynchrotron energia pocz. Częstość kołowa obiegu: Pole elektryczne we wnękach przyspieszających zmienia się z częstością taką, że: Aby promień był stały, musi wzrastać B i

19 Kolajder...by mieć protony o energii w środku masy 40 MeV: 20 MeV 800 MeV

20 tak działa kolajder...

21 BNL

22 Relativistic Heavy Ion Collider · c · c 0.37 · c 0.05 · c

23 w RHICu 197 Au A · 100 GeV ~ 40 TeV ! animacja

24 Akcelerator w tunelu 4 m pod ziemią przyspiesza przeciwbieżne wiązki jąder atomowych do prędkości 99,95 prędkości światła. Wiązka odchylana jest w polu magnetycznym wytwarzanym przez nadprzewodzące magnesy umieszczone w ciekłym helu o temperaturze 4,5 K.

25 Energia zderzenia E cms = 200 GeV Tysiące zderzeń na sekundę Podczas zderzenia wytwarza się temperatura razy wyższa niż na Słońcu RHIC W eksperymentach bierze udział ponad 1000 fizyków z całego świata Grupa naukowców i studentów z Wydziału Fizyki P.W. uczestniczy w eksperymencie STAR

26 Rejestracja cząstek Cztery eksperymenty na zderzaczu RHIC

27 RHIC kriogenikaciekły hel próżnia5 · tor tunel3.8 km dipole288 · 9.7 m, 3.45 T 1 g złota / 20 lat ~ 40 TeV ! 20 tys. miasto zużycie energii

28 Large Hadron Collider, 2007? CERN Genewa (Szwajcaria/ Francja) obwód ok. 27 km

29 LHC

30 tevatron

31 Reakcje jądrowe

32 Historyczne reakcje jądrowe 4 2 He N 17 8 O + p (Q = MeV) 1919 E.Rutherford p Li 4 2 He He (Q > 0) 1932 protony z generatora Cocrofta-Waltona Bariera kulombowska – potrzebna niezerowa energia pocisku powietrzebłyski na ekranie scyncylacyjnym ZnS transmutacja – zamiana jednego jądra na inne

33 Historyczne reakcje jądrowe 4 2 He Be 12 6 C + n Be (,n) C 4 2 He B 11 7 N + n B (,n) N 1932 Chadwick: odkrycie neutronu Źródło neutronów Ra-Be:

34 Reakcje jądrowe d +d 3 1 H + p (Q = 4.03 MeV) d +d 3 2 He + n (Q = 3.27 MeV) deuter tryt n Li 3 1 H He 3 1 H H n He (Q = MeV) wysokoenergetyczne neutrony (ok. 14 MeV)

35 Reakcje jądrowe +d n + p (Q = MeV) fotoreakcja sztuczna promieniotwórczość – F. i I. Joliot-Curie 4 2 He Al P + n (Q = MeV) P Si + e + + e B 13 7 N + n d C 13 7 N + n p C 13 7 N N 13 6 C + e + + e

36 Sztuczna promieniotwórczość F. i I. Joliot-Curie 4 2 He Al P + n (Q = MeV) P Si + e + + e B 13 7 N + n d C 13 7 N + n p C 13 7 N N 13 6 C + e + + e

37 Wychwyt neutronu Enrico Fermi n Al Na Na Mg + e + e n Ag Ag Ag Cd + e + e reakcja aktywacji srebra:


Pobierz ppt "FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 7 – Akceleratory."

Podobne prezentacje


Reklamy Google