V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Tak složité přístroje,
jakými obecně urychlovače jsou, musejí být opatřeny složitou elektronickou aparaturou, obsahující
několik typů zdrojů elektrického napájení:
n Napájení urychlovacích elektrod
je tím základním elektrickým napájením, dodávajícím vlastní elektrickou energii pro urychlování
nabitých částic.
j. pro technické lékařské účely.7.B a
odstředivou silou m. Spojením principu betatronu synchrotronu vzniká betasynchrotron, který
urychluje elektrony kruhové orbitě uvnitř vakuovaného prstence nejprve betatronovém
principu pomocí elektromagnetů napájených střídavým proudem, načež takto předurychlené
elektrony jsou dále urychlovány mezi elektrodami, něž zapojí vysokofrekvenční urychlovací napětí
se synchronizovanou frekvencí, přičemž odpovídajícím způsobem vzrůstá magnetické pole. rentgenek elektrostatických lineárních urychlovačů jedná vysoké
stejnosměrné napětí desítky kilovoltů, několik megavoltů. Vzhledem zvýšené kinetické energii
je poloměr dráhy elektronu každém průletu rezonátorem vždy větší větší.-80.v2/R) vede podmínce rovnovážného urychlování elektronu dráze poloměru 2πR2. Aby elektron přišel mezi
elektrody rezonátoru správné fázi periody vysokofrekvenčního napětí mohl být znovu urychlen, třeba
splnit frekvenční podmínku rezonance 2π.5.cz/JadRadFyzika5.10. Stejné využití i
tvrdé brzdné záření gama.
Mikrotron
Speciálním typem kruhového urychlovače elektronů mikrotron, označovaný též někdy jako "elektronový
cyklotron". 1.5 Elementární částice
urychlující elektrickou silou podél kruhové dráhy q. Jeho činnost schématicky znázorněna pravé části obr. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Elektromagnet menších betatronů bývá často napájen střídavým proudem normální elektrické
sítě 220V frekvencí 50Hz, příkon činí jednotky desítky kW.E, kolmou Lorentzovou magnetickou silou q.B/(mo. získávají emisí stěn rezonátoru. posledních letech byly
však prakticky vytlačeny lineárními urychlovači elektronů, které mají výhodu menších rozměrů,
vyšší intenzity toku elektronů snadnější možnosti modulace svazku. Během urychlovacího cyklu, který trvá cca 5milisekund, vykonají elektrony cca
2miliony oběhů, přičemž indukovanou elektromotorickou silou urychlí cca desítky MeV. přeměnou části elektrické energie, kterou musí být urychlovače napájeny. Mikrotrony
se občas používají pro urychlování elektronů energie několika MeV, jejich předností dosažení vysokých intenzit
toku urychlených elektronů svazku.
Elektrické napájení urychlovačů
Svou vysokou kinetickou energii získávají částice urychlovačích působením elektromagnetických polí, t. Při velkých energiích však
potřeba (podobně jako cyklotronu) provádět synchronizaci vzhledem růstu hmotnosti elektronů
s jejich energií.B Φ,
neboli magnetický tok plochou πR2 dráhy elektronu musí rovnat dvojnásobku toku, který dráhou protékal,
kdyby celé ploše bylo homogenní magnetické pole intenzitou Tato "betatronová" podmínka zajištěna
vhodným tvarováním pólových nástavců elektromagnetu.2008 12:13:47]
.c), podle níž kruhová frekvence urychlovacího napětí musí
být celočíselným k-násobkem uvedeného podílu, kde náboj elektronu, magnetická indukce, klidová
hmotnost elektronu.v. Pak
dopadají buď vnitřní terčík (přičemž budí brzdné záření gama), nebo jsou svazku vyvedeny ven
- slouží pak elektronovému ozařovaní, např. Elektrony prolétají mnohokrát tímto rezonátorem, kam jsou kruhové dráze vraceny magnetickým
polem, přičemž při každém průletu jsou urychlovány vyšší vyšší energii. Poloměr kruhové dráhy bývá
desítky centimetrů.[v q.letech hojně používaly radioterapii (viz §3.RNDr. magnetickém poli mezi pólovými
nástavci silného elektromagnetu umístěna plochá válcová komora vysokým vakuem, podobně jako u
cyklotronu, avšak místo duantů okraje komory namontován elektrický urychlovací systém dutinový
rezonátor, napájený vysokofrekvenčním napětím magnetronového klystronového generátoru (frekvence činí
několik GHz).
Betatrony používají pro energie elektronů cca 300MeV.f e.6 "Radioterapie"), hlavně
jako zdroj tvrdého brzdného záření gama energiích cca 40MeV.htm (40 43) [15.
Elektrony pro urychlování vstřikují elektronovým dělem, popř. vysokofrekvenčních
lineárních urychlovačů kruhových urychlovačů jsou urychlovací elektrody napájeny
http://astronuklfyzika.
Menší betatrony 60.1. jednotlivých drah lze vyextrahovat monoenergetické svazky elektronů, z
menších drah nižší energie, největší dráhy při okraji urychlovací komory pak elektrony maximální energii
