Reja: Sinxrotronlar juda yuqori energiyali zarracha

Siklotron. MGD-generator

Reja:

1. 
   Sinxrotronlar juda yuqori energiyali zarracha
   
2. 
   Sinxrotronlarning farqlanishi.
   
3. 
   MGD – generator
   

1. 
   Sinxrotronlar juda yuqori energiyali zarracha
   

Agar hamma biladigan zarrachalar tezlatgichi bo'lsa, bu LHC deb ham ataladigan Katta Hadron Kollayderidir, u eng katta zarrachalar to'qnashuvi hisoblanadi va Jeneva yaqinida joylashgan. Xo'sh, LHC - bu sinxrotron. Keling, shu bilan qolaylik.
Ammo sinxrotronlar nima? Sinxrotronlar juda yuqori energiyali zarrachalar tezlatgichining bir turi. Aslida, bu uchtadan, eng yuqori energiyaga erishishning turi. Sinxrotronlar, siklotronlar kabi, aylana shakliga ega. Ya'ni, zarralar halqa shaklidagi zanjir orqali o'tkaziladi va shuning uchun yo'l yopiladi (Katta Hadron Kollayderining aylanasi 27 km). Ular haqiqatni tashkil etuvchi "bloklar" ni tahlil qilish uchun mo'ljallangan.
Sinxrotronlarning ayrim navlari halqaning egri chiziqlari orasidagi chiziqli kesimlarni o'z ichiga olishi mumkin bo'lsa -da, ularning dumaloq qurilmalar ekanligini tushunish kifoya. Zarrachalar tezlatgichga kirishi bilan (bog'langan struktura orqali), ular halqa shaklidagi sxemada tez-tez aylana boshlaydi va qayta-qayta aylana boshlaydi.
Magnitlar (Katta Hadron Kollayderida 9300 magnit bor) subatomik zarralarni "sekin" tezlashtira boshlaydi. Radiochastota deb ataladigan bo'shliqlar-bu tezlatgich ichidagi, zarralarni vaqti-vaqti bilan tezlashtiradigan (keraksizligini kechiradigan) hududlar.
Zarrachalarga kerakli energiyaga erishish uchun taxminan 20 daqiqa kerak bo'ladi (tezlik 99,9999991% yorug'lik tezligi), bu vaqt ichida ular halqaning 14 millionga yaqin aylanishini bajarishi mumkin. Qarama -qarshi tomonga tashlangan zarrachalar tegishli energiya darajasiga yetganda, magnitlar nurlarni har ikki guruh zarrachalarining yo'llari bir -biriga to'g'ri kelishi uchun yo'naltiradi. O'sha paytda to'qnashuv sodir bo'ladi.
CERN Katta Hadron Kollayderi sekundiga 400 millionga yaqin to'qnashuvga erishadi va bu sinxrotronlarni olamning eng asosiy va elementar tabiatini tushunish uchun eng foydali zarracha tezlatgichiga aylantiradi. LHC hadronlar bilan to'qnashuvga uchraydi (subatomik zarrachalarning bir turi), lekin sinxrotronlar protonlardan radioaktiv atomlarning yadrolarigacha bo'lgan har qanday turdagi zarrachalarga to'qnashishi mumkin. Sinxrotronlar - dunyodagi eng baquvvat dumaloq zarrachalar tezlatgichlari va shuning uchun insoniyat tomonidan yaratilgan eng ajoyib qurilmalar. Ularda tibbiy qo'llanmalar yo'q, lekin ularning jismoniy qo'llanmalari bor, chunki ular bizga haqiqatning elementar bloklarini ko'rsatadi.
2. Sinxrotronlarning farqlanishi.
Siklotronlar - sinxrotronlarning ota -onasi. Biz ilgari ko'rganlar singari, siklotronlar dumaloq shaklidagi zarrachalar tezlatgichlari. Ya'ni subatomik zarralar aylana shaklidagi zanjir ichida harakatlanadi. Ammo uni sinxrotrondan nimasi bilan farq qiladi? Bir nechta narsalar. Keling, bosqichma -bosqich boramiz.
Birinchidan, tezlanish halqa shaklidagi zanjir bilan berilmaydi, lekin uning ichki qismi bir qator spirallardan iborat Bu spiral yadrosida tezlasha boshlagan zarrachalar shu orqali harakatlanadi. Ular aylana bo'ylab emas, balki spirallar orqali o'tishadi (shuning uchun u dumaloq, lekin ochiq, sinxrotron kabi yopilmagan). Va ular sayohatning oxiriga yetganda, ular sezuvchi yuzaga uriladi.
Ikkinchidan, sinxrotronlarda minglab magnitlar bo'lishi mumkin bo'lsa, siklotronda faqat bittasi bor. Bu ularni ancha kichik qurilmalarga aylantiradi. Shunday bo'lsa -da, metall elektrodlar zarrachalarni sinxrotron emas, balki etarlicha yuqori tezlik bilan tezlashtirishga imkon beradi, shuning uchun biz oxirgi zarbadan neytron yoki muon kabi turli elementar atom osti zarralarini olishimiz mumkin.
Sinxrotronlar zarrachalarning yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda to'qnashishi uchun ishlatilmasligini tushunish kifoya, ular olamning eng oddiy bloklariga bo'linadi. Uning ilovalari tibbiyot olamiga ko'proq mo'ljallangan, chunki ular klinik qo'llanmalari bo'lgan izotoplarni olish imkonini beradi.


3.MGD – generator
MGD-generator. Energetikaning fizika-texnika masalalaridan biri, issiqlik energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantirib beruvchi magnitogidrodinamik generator (MGD-generator) yaratishdir.
Issiqlik energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantirish yoqilg‗i manbalaridan foydalanish samaradorligini oshirish imkoniyatini beradi.
Zamonaviy elektr energetikasi uchun Faradeyning elektromagnit induksiya qonuni kashf etilishi katta ahamiyatga ega bo’ldi. Bu qonunga muvofiq magnit maydonda harakatlanayotgan o’tkazgichda induksiyalangan elektr yurituvchi kuch hosil bo’ladi. Bu erda o’tkazgich qattiq, suyuq va gazsimon bo’lishi mumkin.
Ko’rilayotgan sxemada kuchli magnit maydonda joylashtirilgan, metal plastinkalar orasidan, zarrachalari yo’naltirilgan harakatdagi kinetik energiyasiga ega bo’lgan ionlangan gaz oqimi o’tkaziladi. Elektromagnit induksii qonuniga muvofiq, generator kanali ichida va tashqi zanjir elektrodlari orasida elektr toki hosil qiluvchi EYUK hosil bo’ladi. Ionlashgan gazlar-plazmalar elektrodinamik kuchlar ostida tormozlanadi. Hosil bo’layotgan energiya, mana shu tormozlovchi kuchlarni engib o’tishda bajarilayotgan ish hisobiga sodir etiladi.
Rasm 1 MGD-generatorning ishlash sxemasi.

Agarda biror bir gaz yuqori haroratlargacha (3000°S) qizdirilsa, ya‘ni uning ichki energiyasi oshiriladi va elektr o’tkazuvchi moddaga aylantiriladi. MGD- generator ichki kanallarida gaz kengaytirilsa, u holda issiqlik energiyasini to’g‗ridan- to’g‗ri elektr energiyasiga aylanish hodisasi kuzatiladi.
YOnish kamerasida yoqilg‗i yoqiladi, bu erda hosil bo’lgan yonish mahsulotlari plazma holatida qo’shilmalar qo’shilib, MGD-generatorni kengayuvchi kanaliga yuboriladi. Kuchli magnit maydon quvvatli elektromagnitlar yordamida hosil qilinadi. Generator kanalidagi gazlarning harorati 2000°S dan kam bo’lishi mumkin emasligi sababli, gazlarning bu haroratidan kam bo’lgan holda ularning
elektro’tkazuvchanlik xususiyati yo’qoladi va magnit maydon bilan magnitogidrodinamik bog‗liqlik yo’qoladi.




Rasm 2. Bug‗ qozonli MGD-generatorning prinsipial sxemasi; 1-yonish kamerasi; 2-issiqlik almashgich; 3-MGD-generator;
4-elektromagnit o’rami; 5-bug‗ qozoni; 6-turbina; 7-generator; 8-kondensator; 9-nasos.
MGD-generatorda ishlatilgan gazlar yonish kamerasiga uzatilayotgan havoni qizdirish uchun va so’ngra issiqlik almashgichda bug‗ olish uchun ishlatiladi.
MGD-generatoridan chiqayotgan gazlar harorati 2000°S, zamonaviy issiqlik almashgichlar esa 800°S haroratgacha ishlash imkoniyatini beradi.
MGD-generatorning bug‗ qozoni bilan ishlatiladigan prinsipial sxemasi 23- rasmda keltirilgan.
MGD-generatorlarni yaratishda issiqlikka bardosh beradigan materiallarni olish asosiy muammolardan biri.
Qo’lga kiritilgan yutuqlarga qaramasdan MGD-generatorlar uchun ishlatiladigan material olish hozirgacha hal etilgani yo’q.