Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Sławomir Wronka, 17.04.2007r. 17.04.2007dr Sławomir Wronka, IPJ.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Sławomir Wronka, 17.04.2007r. 17.04.2007dr Sławomir Wronka, IPJ."— Zapis prezentacji:

1 Sławomir Wronka, r

2 dr Sławomir Wronka, IPJ

3 dr 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 dr 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 dr Sławomir Wronka, IPJ Badania naukowe Medycyna Przemysł …….

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

7 dr Sławomir Wronka, IPJ Metody DC Akceleratory liniowe Akceleratory kołowe

8 dr Sławomir Wronka, IPJ keV, MeV, GeV, TeV

9 dr 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

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

11 dr Sławomir Wronka, IPJ

12 dr Sławomir Wronka, IPJ

13

14 dr 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

15 dr Sławomir Wronka, IPJ

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

17 dr Sławomir Wronka, IPJ

18 dr 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

19 dr Sławomir Wronka, IPJ v/c ElektronProton 10 keV0,1950, keV0,5480, MeV0,9410, MeV0,9960, MeV0,9990,1451 1GeV ~1 !!!

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

21 dr 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.

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

23 dr Sławomir Wronka, IPJ Standing waveMoving wave

24 dr Sławomir Wronka, IPJ p Butla z wodorem:

25

26 dr Sławomir Wronka, IPJ

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

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

29 dr Sławomir Wronka, IPJ Nagroda Nobla 1939

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

31 dr Sławomir Wronka, IPJ Np. Protony – do 10MeV NIE DO ELEKTRONÓW

32 dr Sławomir Wronka, IPJ

33 dr 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.

34 dr 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 (jak przedstawione na rysunku).

35 dr Sławomir Wronka, IPJ

36 dr 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.

37 dr Sławomir Wronka, IPJ

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

39 dr 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.

40 dr Sławomir Wronka, IPJ Na obwodzie umieszczamy: Wnęki przyspieszające RF Magnesy Urządzenia dodatkowe

41 dr Sławomir Wronka, IPJ Storage rings Colliders

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

43 dr 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

44 dr Sławomir Wronka, IPJ

45 dr Sławomir Wronka, IPJ

46 dr Sławomir Wronka, IPJ

47 dr Sławomir Wronka, IPJ

48 dr Sławomir Wronka, IPJ

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

50 dr Sławomir Wronka, IPJ

51 dr Sławomir Wronka, IPJ Synchrotron – R=const

52 dr Sławomir Wronka, IPJ Przyspieszamy cząstki we wnękach rezonansowych polem RF Kierunek ruchu modyfikujemy polem B Akcelerator liniowy – tylko jedno przejście (ale unikamy kosztownych magnesów) Akcelerator kołowy – wielokrotne przyspieszanie, magnesy Zwiększanie promienia zmniejsza straty Modyfikacja geometrii poprzecznej – grupy kwadrupoli

53 dr Sławomir Wronka, IPJ


Pobierz ppt "Sławomir Wronka, 17.04.2007r. 17.04.2007dr Sławomir Wronka, IPJ."

Podobne prezentacje


Reklamy Google