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.
: Pro nejjednodušší "urychlovač", kterým rentgenka, schéma elektrického napájení nakresleno obr. Celkově je
pohyb elektronů značně složitý. Anoda magnetronu není jednoduchý válec, ale je
tvořena kovovým blokem obsahujícím několik (většinou obvodových dutinových rezonátorů. elektrony emitované katody tak působí kombinované zkřížené pole radiální
elektrické pole mezi katodou anodou podélné magnetické pole vnějšího magnetu. vzniká ve
vysofrekvenčních generátorech, které jsou osazeny speciálními elektronkami magnetrony klystrony, které
mohou pracovat jako vysokofrekvenční oscilátory velmi vysokých frekvencích řádově GHz.2B
v §3.
n Napájení iontového zdroje
Vlastní částice urychlení jsou iontovém zdroji získávány rovněž elektricky.10.2 "X-záření rentgenová diagnostika", část "Zdroje X-záření rentgenky". Toto musejí zajišťovat složité
elektronické obvody, řízené současné době digitální počítačovou technikou.cz/JadRadFyzika5. Kmitající elektromagnetické pole hustotně moduluje rotující elektronový oblak -
dochází shlukování elektronů ohnutých paprsků tvaru "kola loukotěmi (počet loukotí poloviční než
počet obvodových rezonátorů anody), které otáčejí kolem osy..
n Napájení cívek elektromagnetů
Pro tvarování dráhy urychlených nabitých částic používají silné elektromagnety . supravodivých elektromagnetů se
sice teplo přímo nevyvíjí, avšak chladicí hélium třeba recyklovat zkapalňovacích přístrojích. Vzniklý vysokofrekvenční signál pak vlnovody vychází vnějšímu použití.5 Elementární částice
vysokofrekvenčním střídavým napětím frekvenci řádově MHz několika GHz
(vysokofrekvenční generátory jsou stručně popsány níže). Mezi katodu anodu je
přivedeno elektrické napětí..2008 12:13:47]
.
n Napájení vakuového chladicího systému
Pro zajištění vysokého vakua urychlovacích trubicích používá výkonných vývěv. Protony těžší ionty
se získávají elektrickém výboji, napájeném stejnosměrným napětím řádově stovky několik tisíc voltů.
n Napájení řídící regulační elektroniky
Činnost urychlovačů zcela podmíněna přesnou časovou intenzitní souhrou mezi elektrickými
a magnetickými poli různých částech urychlovacího systému. Elektrony emitované katodou
jsou přitahovány válcové anodě, avšak Lorentzovou magnetickou silou dráhy elektronů zakřivují tak, při
určité hodnotě anodového napětí intenzitě magnetického pole již elektrony nedopadají přímo anodu, ale
vytvoří oblak kroužící prostoru mezi katodou anodou.
Pozn. řadě
elektricky napájených součástí značná část elektrické energie mění teplo, které potřeba
odvádět pomocí vzduchotechniky jiných chladicích systémů.2. 1.RNDr.. lineární vysokofrekvenční urychlovače, mikrotron pod.
Magnetron
je válcová dioda, jejímž středem vede žhavená katoda, kolem níž koaxiální anoda. Tato synchronizace (nazývaná π-mód) dosahuje vhodnou volbou anodového napětí..
Všechno toto technické "zázemí" urychlovače obsahuje řadu elektromotorů, které jsou napájeny
buď přímo střídavé sítě (220V), nebo jsou řízeny elektronicky.3. Nejúčinnější předávání energie elektromagnetickému poli
v rezonátorech nastává při takové rychlosti pohybu elektronu, kdy během jeho přechodu jedné obvodové štěrbiny
k druhé změní polarita pole štěrbině opačnou; pak elektron každé štěrbiny brzděn odevzdává energii poli
v rezonátoru.. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.htm (41 43) [15. Lze říci, celý systém magnetronu uveden do
stavu intenzívních vysokofrekvenčních oscilací (jejichž frekvence dána mechanickými rozměry rezonátorů), při
nichž elektrická energie protékajícího anodového proudu vysokou účinností přeměňována energii
kmitajícího pole. Elektrony během
svého kruhového pohybu při průletu kolem rezonančních dutin odevzdávají část své energie a
vzbuzují elektromagnetické oscilace dutinách.2. Rychlost elektronů uvnitř klystronu je
http://astronuklfyzika.
Vysokofrekvenční generátory elektrického napětí
Urychlovací elektrody některých typů urychlovačů (např. tzv. Dioda kromě toho vložena longitudinálního magnetického pole, jehož směr
je rovnoběžný katodou. reflexním klystronu průchodu elektronů anodou jsou
tyto elektrony navraceny zpět anodě zápornou reflexní elektrodou.)
jsou napájeny střídavým vysokofrekvenčním napětím elektromagnetickým vlněním....... Nejjednodušší to
u elektronů, získávaných termoemisí žhavené katody, která napájena žhavicím proudem
ze žhavicího transformátoru (220V transformuje 6-24V, žhavicí proud cca 2A-20A)..
Klystron
je rovněž vakuová trubice, níž elektrony emitované žhavenou anodou jsou urychlovány fokusovány úzkého
svazku dutou anodou připojenou kladné napětí
