|
Fazotron
(sinrokrosiklotron). Tsiklotrondan asosiy farq bu tezlanish paytida
оʻzgaradigan elektr maydonining chastotasi. Bu avtofazalash tufayli tezlatilgan
ionlarning maksimal energiyasini siklotronning cheklangan qiymatiga nisbatan
oshirishga imkon beradi. Fasotronlardagi energiya 600-700 MeV ga etadi.
Sinxrofazotron.
Muvozanat orbitasining doimiy uzunligi bоʻlgan siklik
tezlatgich. Tezlanish paytida zarralar bir xil orbitada qolishi uchun yetakchi magnit
maydoni ham, tezlashtiruvchi elektr maydonining chastotasi ham оʻzgaradi.
Kоʻpgina zamonaviy siklik tezlatgichlar sinxrofazotronlarga katta e'tibor
qaratmoqda. Tezlashtirish jarayonida ultrarelativistik elektronlar uchun inqilob
chastotasi deyarli оʻzgarmaydi va sinxrotronlar qоʻllaniladi. Sinxrofozotron.
Doimiy orbitaning uzunligi va оʻzgaruvchan elektr maydonining doimiy chastotasi
bоʻlgan, ammo оʻzgaruvchan haydovchi magnit maydoni bоʻlgan siklik tezlatgich-
Chiziqli tezlatgich kоʻpincha linac deb nomlanadi (LINear Accelerator uchun
qisqa). Zarralar birdan uchib ketadigan tezlatgich. Chiziqli tezlatgichlar kоʻpincha
elektron qurol yoki ion manbasidan olingan zarralarning birlamchi tezlashishi
uchun ishlatiladi. Biroq, chiziqli tоʻliq energiyali kollizator g'oyasi ham yangi
emas. Linaklarning asosiy afzalligi zarrachalar energiyasining tоʻrtinchi darajasiga
(!) Mutanosib ravishda оʻsib boradigan ultra kichik emissiyalarni olish va
radiatsiyaviy energiya yоʻqotishlarining yоʻqligi.
38
Kollayder.
U yaqinlashib kelayotgan nurlarni tezlashtiruvchi vositadir. Sof
eksperimental qurilmalar, ularning maqsadi yuqori energiyali zarralarning
tоʻqnashuv jarayonlarini оʻrganishdir. Rezonansli tsiklik tezlatgich og'ir zarralar
(proton, ionlar), doimiy magnitda doimiy ishlaydiganlar. maydonda va doimiy
(lekin iondan ionga оʻtish bilan оʻzgaruvchan) tezlashtiruvchi yuqori chastotali
elektr chastotasida. maydonlar. Magnit induktsiyasida bоʻlgan oddiy S ni farqlash
kerak. maydon azimutdan mustaqil, C esa magnitning azimutal оʻzgaruvchanligi
bilan ajralib turadi. aks holda chaqirilgan maydonlar izoxronli siklotronlar.
Ma’lumki, oʻlchovlari tirik hujayraning kattaligiga qadar boʻlgan ob’ektlar
optik mikroskoplar, atom oʻlchamlari esa elektron mikroskoplar yordamida
oʻrganiladi. Koʻrish mumkin boʻlgan ob’ekt tafsilotlari nurlanish toʻlqin uzunligi
bilan berilgan. Atomlar va molekulalarning ichki qismiga kirish uchun atom
oʻlchamlaridan ancha kichik boʻlgan toʻlqin uzunlikdagi nurlanishdan foydalanish
kerak. Atom yadrolari ichidagi nuklonlar (protonlar va neytronlar) hajmi
10
-15
metrga teng va bir xil kattalikdagi masofalar bilan ajralib turadi. Atom
yadrosi, shuningdek nuklonlarichida kvark aylanuvchi elektronlar, har qanday
boʻlsa, kichik 10 dan ortiq kattalikda boʻlishi
-18
metr; ular nuqtaga oʻxshash
koʻrinadi.
Atom tarkibiy qismlarini oʻrganish uchun zarrachalar tezlatgichlari tomonidan
taqdim etilgan elektronlar va protonlar kabi zondlash zarralari talab
qilinadi. "Makroskopik" toʻlqin uzunligiga emas, balki zondlash zarrachasining
bogʻlangan de-Broyl toʻlqin uzunligi echilishi mumkin boʻlgan minimal ob’ekt
hajmini belgilaydi. De-Broyl toʻlqin uzunligi zarralar impulsiga teskari
proportsionaldir. Masalan, elektrondan de-Broyl toʻlqin uzunligini nuklon kattaligi
bilan taqqoslash talab etilsa, uning kinetik energiyasi 1200 MeV ga teng boʻlishi
kerak (elektron energiyasi uchun 10 MeV dan yuqori, impuls impulsiga
mutanosib). Ushbu energiya elektron mikroskoplarda ishlatiladigan elektronlarning
odatdagi energiyasidan bir necha ming marta yuqori. MeV birligi, million elektron
volt.
39
Ultratovushli subatomik mikroskopiya uchun zarur boʻlgandan tashqari,
maqsadli zarrachalar bilan toʻqnashgan tezlatgichlarning zarralari yangi
zarrachalarning paydo boʻlishiga olib kelishi mumkin, ular E = mc
2
formulasi
boʻyicha toʻqnashuv energiyasidan oʻz massasini oladi . Shunday qilib
toʻqnashuvda ortiqcha kinetik energiya massasiga oʻtish natijasida zarralar,
zarrachalar va ekzotik yadrolar hosil boʻlishi mumkin.
Zarrachalar tezlatgichlari nafaqat subatomik dunyoni oʻrganish vositasi
sifatida noyobdir, balki moddiy tahlil, modifikatsiya va spektrometriya kabi
koʻplab
turli
xil
qoʻllanmalarda,
ayniqsa
atrof-muhit
fanida
qoʻllaniladi. Dunyodagi 15000 tezlatgichning taxminan yarmi ion implantatori
sifatida, sirtni modifikatsiya qilish va sterilizatsiya va polimerizatsiya uchun
ishlatiladi. Zaryadlangan zarralar moddada toʻxtaganda paydo boʻladigan ionlanish
koʻpincha
radiatsion
jarrohlik
va
saraton
kasalligini
davolashda
qoʻllaniladi. Buning uchun kasalxonalarda 5000 ga yaqin elektron akseleratorlar
ishlatiladi. Akseleratorlar tibbiyot, biologiya va materialshunoslikda iz qoldiruvchi
vosita
sifatida
ishlatiladigan
radioaktiv
elementlarni
ham
ishlab
chiqaradi. Materialshunoslikda katta miqdordagi neytron va fotonlarni koʻp
energiya ishlab chiqaradigan ion va elektron tezlatgichlar muhim ahamiyat kasb
etmoqda. Masalan, elektronikada zarur boʻlgan juda kichik konstruktsiyalarni
yaratish uchun litografiya uchun tobora koʻproq aniqlangan fotonlar nurlari
qoʻllanilmoqda.
Atom tarkibiy qismlarini oʻrganish uchun zarrachalar tezlatgichlari tomonidan
taqdim etilgan elektronlar va protonlar kabi zondlash zarralari talab qilinadi.
Zarracha tezlatgichlari - bu elektromagnit maydonlar yordamida zaryadlangan
zarralarni tezlashtiradigan qurilmalardir. Zarrachalar tezlatgichlarini ikkita asosiy
turga boʻlish mumkin, elektrostatik maydon tezlatgichlar va tebranuvchi maydon
tezlatgichlar. “Cockcroft-Walton” tezlatgichi va “Van de Graaff “tezlatgichi kabi
tezlatgichlar elektrostatik maydon deb ataladi. Elektrostatik maydonlar vaqt oʻtishi
bilan oʻzgarmaydigan oddiygina elektr maydonlaridir. Elektrostatik maydonlardan
foydalanishning asosiy kamchiligi shundaki, zarrachalarni eksperimental foydali
40
energiyaga tezlashtirish uchun juda katta elektr maydonlarini hosil qilish kerak,
bunda esa ularni saqlash qiyin va xavfli boʻladi. Ushbu kamchilik ikkinchi turdagi
tezlatgichning rivojlanishiga olib keldi: tebranuvchi maydon tezlatuvchisi. Ushbu
turdagi tezlatgich vaqti-vaqti bilan oʻzgarib turadigan elektr maydonlarini talab
qiladi.
Zarrachalar tezlatgichlarining asosiy toifalari quyidagicha:
1.
Cockcroft-Walton va Van de Graaff tezlatgichlari
2.
Lineer tezlatgich (Linac)
3.
Siklotron
4.
Betatron
5.
Mikrotron
6.
Sinxrosiklotron
7.
Sinxrotron
8.
Saqlash kollayderi
Do'stlaringiz bilan baham: |
