Синхротронное излучение
Post on 04-Jan-2016
75 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Синхротронное излучение
Готовцев Александр
553гр
• Что такое синхротронное излучение и каковы его свойства?
• Почему излучение электронов в циклических ускорителях в последнее время стало основным инструментом в исследовании взаимодействия электромагнитного излучения с веществом?
• Об искусственных и природных источниках синхротронного излучения
Синхротронное излучение
• Синхротронное излучение - это электромагнитное излучение электронов или позитронов, ускоряемых в циклических ускорителях.
Свойства:
• 1) непрерывный спектр от инфракрасного до рентгеновской области;
• 2) высокая интенсивность;
• 3) острая направленность;
Преимущества перед ренгеновским излучением
1)Можно исследовать более тонкие слои вещества
2)Проводить анализ неставильных веществ
3)Широкий спектр излучения от глубокого УФИ до глубокого ИФИ
Получение синхротронного излучения
Синхротронное излучение получают с помощью ускорителей
Циклотрон
Циклотрон–циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы двигаются в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотное электрическое поле неизменной частоты.
• Тяжелые заряженные частицы (протоны, ионы) попадают в камеру из инжектора вблизи центра камеры и ускоряются переменным полем фиксированной частоты, приложенным к ускоряющим электродам (их два и они называются дуантами). Частицы с зарядом Ze и массой m движутся в постоянном магнитном поле напряженностью B, направленном перпендикулярно плоскости движения частиц, по раскручивающейся спирали.
• 1 источник тяжелых заряженных частиц (протонов, ионов),
• 2 орбита ускоряемой частицы,
• 3 ускоряющие электроды (дуанты),
• 4 генератор ускоряющего поля,
• 5 электромагнит. Стрелки показывают силовые линии магнитного поля). Они перпендикулярны плоскости верхнего рисунка
Первая работающая модель циклотрона
Ускоритель тяжелых ионов Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н. Флерова в Дубне
• Радиус R траектории частицы, имеющей скорость v, определяется формуло
• где y = [1 - (v/c)2]-1/2 – релятивистский фактор.В циклотроне для нерелятивистской ( y=1) частицы в постоянном и однородном магнитном поле радиус орбиты пропорционален скорости, а период обращения
• Недостатком циклотрона является то, что заряженные частицы в нем не могут быть ускорены до больших энергий
Синхрофазатрон
• Синхрофазотрон –циклический ускоритель представляет собой один из видов ускорителей заряженных частиц. Частицы в них разгоняют до больших скоростей и, следовательно, до высоких энергий. По результату их соударений с другими атомными частицами судят о строении и свойствах материи. Вероятность соударений определяется интенсивностью ускоренного пучка частиц, то есть количеством частиц в нем, поэтому интенсивность наряду с энергией — важный параметр ускорителя.
Синхрофазатронное излучение
Поворотный магнит
Излучение на прямолинейном участке
Излучение в ондуляторе
Ондулятор и поворотный магнит
Схема станции Си
Станции СИ
Вид на ускорительный центр
Fermilab, США.
Ускоритель во Франции
Ускоритель в г. Дубна
Распределение мощности СИ
• Распределение мощности СИ излучения напоминает распределение Планка для излучения абсолютно черного тела. Сравнивая в максимуме частоты излучения, находим, что для энергии электронов 1 Гэв эффективная температура имеет порядок 107 К.
Применение Си в медицине
• Медицина – другая область, в которой использование СИ позволяет улучшить традиционную рентгеновскую технику. Синхротронные изображения сердца, артерий и других органов позволяют существенно снизить дозу радиации, которую получает пациент в обычных рентгеновских исследованиях. Например,
Си и новые материалы
• Важное место занимают исследования биологических объектов и синтетических материалов. То, что синхротрон позволяет настраиваться практические на любые длины волн, дает широкие возможности для исследований в оптическом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазоне длин волн.
СИ и нанотехнологии
• Синхротронное излучение позволяет изучать более тонкие слои вещества, фотографировать отдельные атомы.
top related