ЦИКЛОТРОН

циклич. резонансный ускоритель тяжёлых ч-ц (протонов, ионов), в к-ром и управляющее магн. поле и частота ускоряющего электрич. поля постоянны во времени. Ч-цы в Ц. движутся по плоской развёртывающейся спирали. В Ц. с азимутальносимметричным магн. полем ч-цы могут быть ускорены лишь до нерелятив. скоростей. В Ц. с вариацией по азимуту (изохронный Ц.) возможно ускорение до больших энергий. (см. УСКОРИТЕЛИ).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

ЦИКЛОТРОН

- резонансныйциклический ускорительтяжёлых частиц (протонов, ионов), работающий при постоянном во времени магн. поле и при постоянной (но меняющейся при переходе от иона к иону) частоте ускоряющего высокочастотного электрич. поля. Следует различать обычные Ц., в к-рых индукция магн. поля не зависит от азимута, и Ц. с азимутальной вариацией магн. поля, иначе называемыеизохронными циклотронами.

Первая конструкция Ц.была предложена Э. Лоуренсом (Е. Lauwrence) в 1932, и тогда же ему удалось получить поток дейтронов с энергией до 6 МэВ и силой тока до 25 мкА.

Схема устройства Ц. изображена на рис. 1:а -вертикальный иб-горизонтальный разрезы. Магн. поле в зазоре между полюсами 2 возбуждается катушками 3, через к-рые пропускается пост. электрич. ток. В этом зазоре располагается высоковакуумная камера 4. Двигаясь в этой камере, частицы переходят из одного дуанта (электрода, возбуждаемого ВЧ-напряжением) в другой, а затем снова в первый и т. д. Ускоряющее электрич. поле действует на частицы только в то время, когда они переходят из дуанта в дуант. В этот момент поле должно иметь нужное направление и достаточную величину (резонансное ускорение).

Рис. 1. Схема циклотрона:а -вид сбоку;б-вид сверху;1-ярмо электромагнита; 2-полюса электромагнита;3 - катушки, возбуждающие магнитное полеВ; 4 -вакуумная камера; 5 - ускоряющие электроды (дуанты).

Рассмотрим движение частиц в вакуумной камере Ц. в отсутствие ускоряющего напряжения. Траектории частиц, движущихся по азимуту, в пост. вертикальном магн. поле имеют вид, близкий к горизонтально расположенным окружностям. Необходимое для такого движения центро-стремит. ускорение создаёт сила Лоренца.

Для частицы, движущейся в Ц., справедливы следующие соотношения:

гдеВ-индукция магн. поля,с -скорость света,Ze -заряд частицы,r -радиус её траектории,т₀-масса покоя частицы,р -импульс, w - частота её обращения в Ц., g - её релятивистский фактор.

Ф-лы (1) и (2) показывают, что при пост. индукцииВчастота обращения нерелятивистских частиц в Ц. не зависит от их энергии, а радиус траектории пропорционален импульсу. Поэтому траектории ускоряемых частиц представляют собой не окружности, а раскручивающиеся спирали. Частота ускоряющего поля постоянна и равна (или кратна) частоте обращения частиц в вакуумной камере.

Неизменность магн. поля и частоты ускоряющего напряжения делают возможным непрерывный режим ускорения: в то время как одни частицы движутся по внеш. виткам спирали, другие находятся на середине пути, а третьи только начинают движение (частицы инжектируются в вакуумную камеру Ц. вблизи её центра); радиус инжекции зависит от импульса, к-рый приобретают частицы вионном источникеили на пути от источника к дуанту.

Ускоряемые частицы заполняют спиральную траекторию не сплошь. Занятыми оказываются только те её участки, к-рые соответствуют частицам, приходящим в зазор при ускоряющем направлении электрич. ВЧ-поля. Поэтому пучок ускоряемых частиц распадается на цепочку следующих друг за другом групп частиц (банчей, см.Банчировка).

При значит. ускорении частиц, когда происходит релятивистское увеличение массы (g> 1). частота обращения частиц начинает падать, и они выходят из синхронизма с ускоряющим полем. В таком случае режим ускорения частиц сменяется их за. В. Однако для Ц. с азимутально-симметричным полем это ведёт к появлению неустойчивости вертикального движения ускоряемых частиц.

При устойчивом движении всякое отклонение параметров движения частиц от равновесных значений должно сопровождаться возникновением эффектов, стремящихся вернуть эти параметры к равновесным, так что частицы совершают колебания около равновесных значений. Принято различать устойчивость поперечных колебаний (колебаний по высоте и по радиусу) и устойчивость продольного движения (радиально-фазовые колебания).

Можно показать, что в азимутально-симметричном поле вертикальное движение оказывается устойчивым лишь в том случае, если индукция магн. поля не растёт, а убывает с радиусом. Обычно такое поле и создаётся. Складываясь с релятивистским увеличением массы, этот эффект накладывает дополнит. ограничение на макс. энергию ускоряемых частиц. У Ц., используемых для ускорения протонов, максимально достижимая энергия лежит в области 30 МэВ.

Увеличить энергию, к-рую могут достичь частицы, ускоряемые в Ц., возможно двумя способами. Можно отказаться от постоянства частоты ускоряющего напряжения, снижая её, по мере того как падает частота обращения частиц. Такие ускорители наз.фазотронами.При изменяющейся во времени частоте становится невозможным описанный выше режим ускорения, когда в ускорителе сосуществуют частицы, находящиеся на разных стадиях процесса ускорения. Частота ускоряющего поля при этом соответствует ускорению одного или группы близко расположенных банчей. T. о., увеличение максимально достижимой энергии частиц в фазотроне происходит за счёт существенного снижения интенсивности.

Другой путь достижения макс. энергии заключается в отказе от азимутальной симметрии магн. поля. В таких ускорителях частицы попеременно пересекают области, в к-рых поле с увеличением радиуса растёт и уменьшается. При правильном выборе параметров в результате такого движения появляется вертикальная устойчивость даже при увеличивающейся с радиусом ср. индукции магн. поля. Ускорители, построенные по этому принципу, наз. изохронным и Ц. Изохронные Ц. работают при пост. частоте ускоряющего поля и поэтому способны выдавать большие токи ускоренных частиц. Азимутальное изменение магн. поля, совмещённое с радиальным, требует магн. полюсов сложной формы. Полюса изохронных Ц. обычно составляются из неск. секторов или снабжаются спиралевидными гребнями.

Внеш. вид одного из современных Ц., работающего в Институте ядерных исследований, представлен на рис. 2. Он может ускорять как протоны, так и ионы (до неона включительно). На внеш. витке спирали энергия протонов составляет 35 МэВ. Cp. ток ускоренных протонов 30 ткА. Мощность ускоренного пучка составляет ~ 1 кВт. Магн. ярмо Ц. весит 300 т, вес катушек возбуждения ~ 70 т, диаметр магн. полюсов 150 см, потребляемая от сети мощность ~ 180 кВт. Габаритные размеры Ц. 8 13 м²в плане и 4,5 м по высоте.

Рис. 2. Внешний вид циклотрона Института ядерныхисследований на 35 МэВ по протонам.

Лит.см. при ст.Ускорители заряженных частиц.

Л. Л. Гольдин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.

Синонимы:

беватрон, микротрон, ускоритель

циклотрон—ЦИКЛОТРОН от цикла. iи .трон iрезонансный ускоритель тяжлых заряженных частиц протонов ионов в кром частота ускоряющего электрич. поля и ведущее магнитное поле постоянны ...Большая советская энциклопедия
циклотрон—от Цикло. и .трон резонансный ускоритель тяжлых заряженных частиц протонов ионов в котором частота ускоряющего электрического поля и ведущее магнитное поле постоянны во в...Большая Советская энциклопедия II
циклотрон—м. физ. ciclotrone Итальянорусский словарь. Синонимы беватрон микротрон ускоритель...Большой итальяно-русский и русско-итальянский словарь
циклотрон—м физ.Zyklotron n plem trone беватрон микротрон ускоритель...Большой немецко-русский и русско-немецкий словарь
циклотрон—циклотрон м физ. Zyklotron n pl troneСинонимы беватрон микротрон ускоритель...Большой немецко-русский и русско-немецкий словарь
циклотрон—м. физ.ciclotrn m...Большой русско-испанский словарь
циклотрон—сущ. муж. рода...Большой русско-украинский словарь
циклотрон—м. физ. cyclotron m...Большой русско-французский словарь
циклотрон—мен. чол. роду...Большой украинско-русский словарь
циклотрон—м. физ.cyclotron m беватрон микротрон ускоритель...Большой французско-русский и русско-французский словарь
циклотрон—от греч. kyklos круг и .трон циклич. резонансный ускоритель заряженных частиц iпротонов или ионов с пост. во времени ведущим магнитным полем и ускоряющим ВЧ электрич. п...Большой энциклопедический политехнический словарь
циклотрон—от цикло. и .трон ускоритель протонов или ионов вкотором частота ускоряющего электрического поля и магнитное поле постоянныво времени. Частицы движутся в циклотроне по п...Большой энциклопедический словарь II
циклотрон—ЦИКЛОТРОН от цикло. и .трон ускоритель протонов или ионов в котором частота ускоряющего электрического поля и магнитное поле постоянны во времени. Частицы движутся в цик...Большой Энциклопедический словарь V
циклотрон—а ч.i спец.i Установка для прискорення колового руху заряджених частинок що дозволя здйснювати ядерн дослдження....Великий тлумачний словник (ВТС) сучасної української мови
циклотрон—циклотрон а...Дзвона чи дзвону? або -А (-Я) чи -У (-Ю) в родовому відмінку
циклотрон—от цикла.i и .тронi ускоритель протонов или ионов в кром частота ускоряющего электрич. поля и магн. поле постоянны во времени. Частицы движутся в Ц. по плоской развртываю...Естествознание. Энциклопедический словарь
циклотрон—а м.em Установка для ускорения тяжелых заряженных микрочастиц протонов ионов.[От греч. круг и слова электрон беватрон микротрон ускоритель...Малый академический словарь
циклотрон—корень ЦИКЛ соединительная гласная О корень ТРОН нулевое окончаниеОснова слова ЦИКЛОТРОНВычисленный способ образования слова Сложение основ ЦИКЛ соединительная гласна...Морфемный разбор слова по составу
циклотрон—Начальная форма Циклотрон винительный падеж единственное число мужской род неодушевленное...Морфологический разбор существительных
циклотрон—ЦИКЛОТРОНstrong УСКОРИТЕЛЬ частиц в котором заряженные частицы например ПРОТОНЫ или более тяжелые ионы при движении к выходу разгоняются по спирали. В циклотроне имеется ...Научно-технический энциклопедический словарь
циклотрон—циклотрон м. Ускоритель заряженных микрочастиц в физике....Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
циклотрон—cyclotron прибор в котором заряженные частицы движущиеся по спирали в магнитном поле ускоряются под действием переменного электрического поля. За счет этого возникает эле...Оксфордский толковый словарь общей медицины
циклотрон—циклотрон циклотрон а...Орфографический словарь
циклотрон—u мu мн.u циклотроны Р.u циклотронов беватрон микротрон ускоритель...Орфографический словарь русского языка
циклотрон—циклотрон менник чоловчого роду...Орфографічний словник української мови
циклотрон—nucl...Политехнический русско-французский словарь
циклотрон—циклотрон циклотроны циклотрона циклотронов циклотрону циклотронам циклотрон циклотроны циклотроном циклотронами циклотроне циклотронах...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
циклотрон—Орфографическая запись слова циклотрон Ударение в слове циклотрон Деление слова на слоги перенос слова циклотрон Фонетическая транскрипция слова циклотрон [гладрон] Хара...Полный фонетический разбор слов
циклотрон—циклотрон аСинонимы беватрон микротрон ускоритель...Русский орфографический словарь
циклотрон—М fiz. siklotron doldurulmu mikrohissciklrin hrktini srtlndirmk v bellikl nv tdqiqat aparmaq n qurular sistemi....Русско-азербайджанский словарь
циклотрон—м. cyclotron...Русско-английский медицинский словарь
циклотрон—cyclotron циклотрон м.ucyclotronимпульсный циклотрон pulsed cyclotronциклотрон работающий в импульсном режиме pulseoperated cyclotronСинонимы беватрон микротрон ускори...Русско-английский политехнический словарь
циклотрон—циклотрон м. физ.icyclotron...Русско-английский словарь
циклотрон—циклотрон м. cyclotron....Русско-английский словарь II
циклотрон—m. беватрон микротрон ускоритель...Русско-английский словарь математических терминов
циклотрон—м. Nдуантный изохронный циклотрон Nсекторный изохронный циклотрон изохронный циклотрон с регулируемой энергией изохронный циклотрон импульсный циклотрон классический цикл...Русско-английский словарь по физике
циклотрон—cyclotron...Русско-английский словарь по электронике
циклотрон—cyclotron импульсный циклотронСинонимы беватрон микротрон ускоритель...Русско-английский технический словарь
циклотрон—Цыклатрон...Русско-белорусский словарь
циклотрон—физ.i цыклатрон муж.i...Русско-белорусский словарь II
циклотрон—цыклатроuн на...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
циклотрон—цыклатрон на...Русско-белорусский физико-математический словарь
циклотрон—циклотро Синонимы беватрон микротрон ускоритель...Русско-ивритский словарь
циклотрон—м. авиац. физ. ciclotrone m импульсный циклотрон мигающий циклотрон циклотрон с фиксированной частотой циклотрон с частотной модуляцией электронный циклотрон...Русско-итальянский политехнический словарь
циклотрон—huxun jisqСинонимы беватрон микротрон ускоритель...Русско-китайский словарь
циклотрон—Zyklotron...Русско-немецкий политехнический словарь
циклотрон—Zyklotron...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
циклотрон—Zyklotron...Русско-немецкий химический словарь
циклотрон—циклотронм физ. ....Русско-новогреческий словарь
циклотрон—...Русско-персидский словарь
циклотрон—м физu ciclotro m беватрон микротрон ускоритель...Русско-португальский словарь
циклотрон—м беватрон микротрон ускоритель...Русско-турецкий словарь
циклотрон—siklotron...Русско-турецкий словарь по строительству и архитектуре
циклотрон—техн. циклотрон Синонимы беватрон микротрон ускоритель...Русско-украинский политехнический словарь
циклотрон—ускоритель частиц cyclotron...Русско-французский словарь по химии
циклотрон—cyklotron...Русско-чешский словарь
циклотрон—Tsklotron...Русско-эстонский словарь
циклотрон—циклотронСинонимы беватрон микротрон ускоритель...Русское словесное ударение
циклотрон—циклотрон беватрон микротрон ускоритель...Слитно или раздельно? Орфографический словарь-справочник
циклотрон—циклотрон а Синонимы беватрон микротрон ускоритель...Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
циклотрон—циклотрон см.em цикла. электрон установка для ускорения ускоритель заряженных микрочастиц протонов ионов в которой частицы движутся по разворачивающейся спирали в постоя...Словарь иностранных слов русского языка
циклотрон—циклотрон ускоритель микротрон беватрон Словарь русских синонимов. циклотрон сущ. колво синонимов беватрон микротрон ускоритель Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин....Словарь синонимов II
циклотрон—циклотрон ускоритель микротрон беватрон...Словарь синонимов
циклотрон—магнтний резонансний прискорювач заряджених частинок амер. cyclotron [] lt англ. cyclo цикло з гр. kyklos круг англ. electron електрон. Перший циклотрон побудував амери...Словник англіцизмів
циклотрон—циклотрон ч. цикло. електрон циклчний резонансний прискорювач заряджених частинок з постйним магнтним полем постйною частотою прискорюючого електричного поля. Застосову...Словник іншомовних слів
циклотрон—циклотрон [вд цикло. електрон] циклчний резонансний прискорювач заряджених частинок з постйним магнтним полем постйною частотою прискорюючого електричного поля. Застосо...Словник іншомовних слів Мельничука
циклотро́н—ЦИКЛОТРОН а ч. спец. Установка для прискорення колового руху заряджених частинок що дозволя провадити ядерн дослдження. У звичайному циклотрон прискорюван частинки рухают...Словник української мови в 11 томах
циклотрон—ЦИКЛОТРОН а ч. спец.Установка для прискорення колового руху заряджених частинок що дозволя провадити ядерн дослдження.У звичайному циклотрон прискорюван частинки рухаютьс...Словник української мови у 20 томах
циклотрон—ЦИКЛОТРОН от цикло . и .трон ускоритель протонов или ионов в котором частота ускоряющего электрического поля и магнитное поле постоянны во времени. Частицы движутся в цик...Современный энциклопедический словарь
циклотрон—циклотрон [см. цикла. электрон] установка для ускорения ускоритель заряжен. ных микрочастиц протонов ионов в которой частицы движутся по разворачивающейся спирали в пос...Толковый словарь иностранных слов
циклотрон—ЦИКЛОТРОН а. м. спец. Ускоритель протонов или ионов. II прил.циклотронный ая oое....Толковый словарь Ожегова
циклотрон—циклотрон циклотрон а м. спец. Ускоритель протонов или ионов.прил. ный ая ое....Толковый словарь русского языка II
циклотрон—ЦИКЛОТРОН а. м. спец. Ускоритель протонов или ионов. прилагательное циклотронный ая ое....Толковый словарь русского языка
циклотрон—а ч. спец. Установка для прискорення колового руху заряджених частинок що дозволя здйснювати ядерн дослдження....Толковый словарь украинского языка
циклотрон—Ударение в слове циклотронУдарение падает на букву оБезударные гласные в слове циклотрон...Ударение и правописание
циклотрон—техн. циклотрон...Украинско-русский политехнический словарь
циклотрон—яд. фз....Українсько-англійський словник
циклотрон—[cykotron]...Українсько-польський словник
циклотрон—физ. циклотрон...Українсько-російський словник
циклотрон—Rzeczownik циклотрон m Fizyczny cyklotron m...Универсальный русско-польский словарь
циклотрон—Циклчний прискорювач заряджених частинок перший ц. був побудований Е.О. Лоуренсом М. Лвнстоном....Універсальний словник-енциклопедія
циклотрон—циклчний прискорювач заряджених частинок перший ц. був побудований Е.О. Лоуренсом М. Лвнстоном....УСЕ (Універсальний словник-енциклопедія)
циклотрон—циклотрон циклотроны циклотрона циклотронов циклотрону циклотронам циклотрон циклотроны циклотроном циклотронами циклотроне циклотронах Источник Полная акцентуированная п...Формы слова
циклотрон—Трико Торон Торок Тори Тор Тоо Тонко Тоник Тон Толки Толк Тол Токио Ток Тнк Тир Тиокол Тик Ротон Роток Ротик Рот Рон Ролик Рол Рокот Рок Рнк Ритон Рио Ринк Рин Рико Рик О...Электронный словарь анаграмм русского языка