Пучка - протон
Cтраница 2
Для изучения реакций с поляризованными пучками протонов используется двойное рассеяние. Двойным рассеянием называется процесс, при котором сначала исходный пучок рассеивается на одной мишени, а затем частицы, рассеиваемые первой мишенью под определенным углом, фокусируются и рассеиваются еще на второй мишени. Смысл двойного рассеяния состоит в том, что при первом рассеянии нуклоны поляризуются. Происхождение этой поляризации рассеянного пучка связано с тем, что если силы взаимодействия зависят от ориентации спинов относительно импульсов, частиц, то в определенном направлении частиц с одним направлением спина полетит меньше, чем со спином противоположной ориентации. [16]
Для изучения реакций с поляризованными пучками протонов используется двойное рассеяние. Двойным рассеянием называется процесс, при котором сначала исходный пучок рассеивается на одной мишени, а затем частицы, рассеиваемые первой мишенью под определенным углом, фокусируются и рассеиваются еще на второй мишени. Смысл двойного рассеяния состоит в том, что при первом рассеянии нуклоны поляризуются. Происхождение этой поляризации рассеянного пучка связано с тем, что если силы взаимодействия зависят от ориентации спинов относительно импульсов частиц, то в определенном направлении частиц с одним направлением спина полетит меньше, чем со спином противоположной ориентации. [17]
Электронный луч, ускоренный разностью потенциалов 1000 В, входит в поперечное магнитное поле с индукцией B10 - 2 Тл. Определить радиус траектории; б) повторить вычисления для пучка протонов, если заряд протона равен - - е, а масса в 1838 раз больше массы электрона. [18]
В ускорителях непосредственно ускоряются лишь стабильные заряженные частицы, входящие в состав земной коры. Поскольку основной интерес для физики представляют элементарные акты взаимодействия, то в большинстве ускорителей получают пучки протонов или электронов. Используются пучки дейтронов и а-частиц. Имеется также небольшое количество ускорителей тяжелых ионов, таких, как многократно заряженные ионы углерода, азота, кислорода и более тяжелых ядер. Решена задача создания достаточно интенсивных источников для ускорителей позитронов и антипротонов. [19]
Одна из трудностей работы с такими счетчиками заключается в свойственном им плохом разрешении вследствие эффекта Ландау ( см. гл. Один такой счетчик толщиной 0 5 г / см может произвести отбор 5: 1 в описанном выше пучке протонов и л-мезонов. [20]
В случае счетчика прежде всего фокусируется пучок нейтронов, так что направление отдельного нейтрона хорошо известно. Счетчик разделяется на отдельные части с помощью нескольких диафрагм, имеющих отверстия, для того, чтобы дать возможность пучку протонов двигаться вдоль проволоки. Части счетчика, ограниченные диафрагмами, могут работать как отдельные счетчики, и использование схемы совпадений дает возможность регистрировать только такие импульсы, которые появлялись одновременно в ряде счетчиков, начиная от парафинного излучателя. Таким путем может быть определен угол протона отдачи; что же касается пробега протона, то он может быть измерен путем суммирования отдельных отрезков, которые прошел протон. Этот метод хотя и дает точное значение энергий нейтронов, порождающих протоны отдачи, имеет тот недостаток, что может быть измерена только небольшая часть - всех протонов отдачи, следовательно, им можно пользоваться лишь при наличии очень интенсивного потока нейтронов. [21]
Как подчеркнул Поллок, предложенное охлаждающе-накопительное кольцо не просто расширит возможности Индианского циклотрона, Оно даст возмож ность специалистам по ядерной физике убедиться в том, насколько полезно охлаждение пучка. В ЦЕРНе, где метод стохастической коррекции применяется для формирования пучков антипротонов с энергией 270 ГэВ, планируется установка внутренних мишеней из фольги в LEAR, малом накопительном кольце для антипротонов низких энергий, которое присоединено к синхрофазотрону на сверхвысокую энергию с встречными пучками протонов и антипротонов. [22]
 |
Форма магнитного поля в зазоре магнита циклотрона. [23] |
В каждом данном циклотроне конфигурация поля ] формируется несколько по-разному для протонов или дейтронов из-за различия релятивистских эффектов. По этой причине предназначенный для ускорения дейтронов циклотрон не дает без существенной перестройки достаточно хороших протонных пучков. Наилучшие пучки протонов получаются при ускорении ионов Щ при максимальной величине поля; требования к форме магнитного поля при ускорении щ и D почти одинаковы. Конечная энергия протона будет одна и та же вне зависимости от того, ускоряются ли ионы Щ при максимальном поле или же ионы Н при вдвое меньшей напряженности. [24]
 |
Эффективный элементный состав мягкой ткани.| Зависимость лля протонного излучения линейной тормозной способности мягкой ткани, меди и свинца от энергии протонов. [25] |
Некоторые радиоактивные элементы, которые образуются в ядерных реакторах и не встречаются в природе, распадаются с испусканием протонов. Протоны могут также разгоняться до высоких энергий в ускорителях. Пучки протонов высокой энергии могут применяться как для облучения тканей при лучевой терапии рака, так и для исследования радиационных повреждений материалов. [26]
Металлический технеций, как материал мишени, обладает свойствами, необходимыми для облучения на сильноточных ( 100 мкА) циклотронах. Это твердый, но в то же время эластичный металл с удельным весом 11 5 г / см2, коррозионно-устойчивый в различных средах до 300 С, обладающий высокой теплопроводностью и температурой плавления около 2500 К. Эксперименты, проведенные с мишенью Тсмет ( 2 8 - 3 0 г / см2; 1 0 - 1 2 г) на пучке протонов с Ер 50 МэВ и током 8 мкА, показали высокую наработку 97Ru, 45 - 50 мКи / ч на конец облучения. [27]
Энергии протонов, полученных в 1932 г. в ускорителе Кокрофта - Уолтона, при используемых тогда напряжениях порядка сотен тысяч вольт составляли примерно 0 1 - 0 7 Мэв. В то же время в циклотроне диаметром около 100 см при напряжении всего 70 000 в и напряженности магнитного поля менее 16 000 эрстед получают протоны с энергией 7 Мэв. Так называемый синхроциклотрон ( рис. 19), построенный в СССР в Институте ядерных проблем - самый большой в мире ускоритель этого типа - разгоняет пучки протонов до энергии порядка 680 Мэв. [28]
Мы, пожалуй, не ошибемся, если скажем, что все последние наиболее крупные достижения и открытия в области физики стали возможными только благодаря радиоэлектронике, являющейся частью этой обширнейшей области человеческих знаний. Радиоэлектроника помогает физикам в исследовании микромира и извлечении из недр атома скрытой там энергии. Но тайны природы внутриядерных сил до конца еще не раскрыты. И вот физики проектируют и строят мощные ускорители протонов. Электромагнит ускорителя весит 4 000 т, а для его питания требуется мощность тока 30 000 кет. Внутри такого сооружения ученые разгоняют пучки протонов до огромных скоростей, сообщая им большую кинетическую энергию, и бомбардируют ими атомное ядро. Так, как бы стреляя протонами по атомному ядру, удается постепенно расширять и уточнять наши представления об атомном ядре, раскрывать его тайны. [29]
Только четверть века прошло с того времени, когда человек осуществил первую ядерную реакцию. Но теперь число их достигло многих сотен. Правда, возможности для этого необычайно возросли. В распоряжении физиков имеются более удобные пулеметы, дающие значительно больше пуль, движущихся с гораздо большей скоростью. Существует много различных приборов этого рода. С помощью аппарата циклотрона получают мощные пучки протонов, дейтронов или альфа-частиц, скорость которых достигает более тридцати тысяч километров в секунду. [30]
Страницы: 1 2