|
|
электродами. Устранения эффекта полного напряжения удалось добиться также в ускорит, трубках с плоскими электродами, н к-рых электроды и изоляторы соединены пайкой или сваркой. Ускоряющая и вакуумная системы Л. у., в к-рых используются такие трубки, не имеют элементов, содержащих органич. материалы, и допускают прогрев до темп-р в моек, сотен °С. Благодаря атому рабочее давление пенс-теме составляет 10~в≈ 10~" Па и устраняется причина возникновения вторичных зй|>яж. частиц в канале трубки. Однако лзготонле-ншз снарпых и паяных ускорит, трубок технологически значительно сложнее.
Типы высоковольтных генераторов. В В. у. могут использоваться высоковольтные генераторы разл. типов. Пост, ускоряющее напряжение получают при помощи ал.-статич. и каскадных генераторов (ЭСГ, КГ). ЭСГ ≈ устройство, в к-ром перенос электрич. зарядов осуществляется механич. транспорт╦ром. Генератор с гибким транспорт╦ром из дпэлектрнч. ленты нач. генератором Ван-де-Граафа по имени его изобретателя (1931). В совр. ЭСГ часто используется цепной транспорт╦р с моталлич. электродами, соедин╦нными ди-электрич, звеньями (пеллетрои, ладдотрон). Существуют также ОСГ с транспорт╦ром в виде ж╦сткого ротора. (См. Электростатический генератор.} КГ≈ устройство, состоящее из реактивных элементов (╦мкостных или индуктивных) и выпрямителей (вентилей), преобразующее низкое пером, напряжение в высокое пост, напряжение пут╦м писледоват. включения пост, напряжений, получаемых в отд. каскадах (см. Каскадный генератор).
Ускоряющая система В. у. с генератором пером, ускоряющего напряжения содержит устройство, обеспечивающее прохождение пучка ускоряемых частиц лини, в те моменты времени, когда синусоидальное напряжение генератора имеет нужную полярность и близко к максимуму. Этим достигается достаточно малый разброс по энергиям ускоряемых частиц, В импульсных ускорителях используется тот же принцип, однако форма кривой напряжения высоковольтного генератора имеет вид одиночного или периодических коротких импульсов, раздел╦нных длительным]! паузами. В ╦мкостных импульсных генераторах большое число конденсаторов заряжается параллельно от общего источника, а затем при помощи разрядником осуществляется их переключение на последовательное соединенно и на нагрузке возникает импульс напряжения с амплитудой до песк. МТС.
Краткая история развития В> у. Первый R. у. па энергию 700 КэВ построен в 1932 Дж. Кокрофтом (J. Cockroft) и 0, Уолтоном (Е. Walton). В 30-е гг. наиб, развитие получили В. у. с высоковольтными генераторами Ван-де-Граафа. К 1940 благодаря применению для изоляции сжатого гааа и использованию сек-ционмрозданных высоковольтных конструкций анергия ускоренных частиц была повышена до 4 МзВ* Л СССР периыо НОГ были разработаны в Укр. физ.-техн. ин-те под руководством А. К. Вальтера, ТЗ послевоенные годы увеличения энергии частиц, получаемых с помощью В. У-, удалось добиться применением перезарядных ускорителей и ускорит, трубок с наклонным полом, предложенных Вак-де-Граафом. Усовершенствования зарядной и ускоряющей систем «)СГ были предложены Р. Хорбом (R. Herb) в НО-х гг. Новые типы каскадных генераторов, позволившие увеличить мощность В. у. (динаиитрон и трансформатор с изолированным сердечником), были разработаны в 1960≈65 К. Моргенс-тсрнпм (К. Aiorganstern), М. Клилендом (М. Clcland) и Ван-дс-Граафом. Большинство совр. отечеств. В. у. для научных исследований и использования в технике разработаны коллективом НИИ эл.~ фиа. аппаратуры им. Д. В. Ефремова. Трансформаторные ускорители предложены н разработаны в 60-х гг. коллективом Иц-та ядерной физики СО АН СССР под руководством Г. И. Будкера.
Применение В. у. В течение примерно двух десятилетий со времени создания первых В. у. осн. областью их применения была ядерная физика. С помощью В. у. получены важные сведения о внутр. строении атомных ядер, об энергии связи нуклонов в ядрах, о сечениях ядерных реакций и др. Помимо непосредственного использования в физ, экспериментах В, у, применяются для предварит, ускорения заряж. частиц в крупных циклнч. и линейных ускорителях, для нагрева плазмы в стационарных термоядерных установках, для быстрого нагрева мншоней в импульсных термоядерных установках и т. д, В. у. получили широкое распространение в разл. тех лил. процессах на промышленных предприятиях. Ускорители ионов с энергией 100≈500 кэВ применяются для легирования тонких слоев полупроводников при создании приборов радиоэлектроники, для получения нейтронов облучением ускоренными ионами дейтерия мишеней, содержащих тритий. Такие источники нейтронов ≈ нейтронные генераторы могут быть использованы, напр., для проведения активационн-ого анализа ра&п. веществ, исследования стойкости элементов разл. конструкций к нейтронному облучению и др. Разработаны нейтронные генераторы с потоками св. 1013 нейтронов/с.
Ускорители электронов с энергией 1≈2 МэВ и мощностью нсск. кВт могут служить генераторами рент]1, тормозного излучения в промышленной дефектоскопии. Излучение возникает при взаимодействии электронного лучка с мипгепыо ля тяж╦лого металла, напр, нольфрама. Малые размеры электронного пучка па мишени (единицы иди доли мм) позволяют получить рептг. снимки с высоким разрешением. Перспективное направление практич. использования электронных ускори-то л cii с энергией 0,2≈4 МэВ и мощностью 10≈100 кВт ≈ обработка электронными пучками разл. материалов для придания им новых свойств пут╦м радиац. полимеризации, радиац. вулканизации, деструкции и т. д.
Лит.: 1) Ком а р Е. Г., Основы ускоритрдькой техники, М., 1975; 2) Ускорители. Сб. ст., пер. с англ, и ж-ы., М., 1962; 3) Олг'ктростатическиг ускорители заряженных частиц, М., НН53. М. П. Свипьип. ВЫСОКОСПЙНОВЫК СОСТОЯНИЯ ЯДЕР ≈ возбужд╦нные состояния ядер с большим угл. моментом /. Низшие по энергии состоянии ядра с данным / наа.
£,╧&
О
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Г
Рис, 1. Ираст-область ядра 1в4Ег. Нижняя по энергии последовательность уровней, соедин╦нных сплошной └чинней, образует основную ираст-полосу. Уровни боковых ираст-полос соединены
пунктирной лилией,
и р а с т - у р о R ц я м и. Последовательность ираст-уровней (ираст-состояний) с возрастающими значениями / образует осн. и р а с т - п о л о с у (рис. 1). При малых / ираст-полоса в деформированных ядрах переходит но вращат. полосу, основанную на осн. состоянии (см. Вращательное движение ядра]. Ираст-об-
Ш
3 ш
О
X
с и
о
и
3 ю
369
Физическая энциклопедия, т. 1
")
}
