MeV
boMsa, hozirgi vaqtda bir necha
GeV
energiyagacha
yetkazildi. Zaryadli zarralarni tezlatish odatda elektr maydonda yoki elektr va
magnit
maydonlar
birgalikda
amalga
oshiriladi.
Tezlatgichlar tezlashtiruvchi maydon turiga qarab zarralar oqimini fokuslashi,
tezlashtirilayotgan zarralar xili, erishgan energiyalariga ko‘ra, turlicha nomlar bilan
ataladi.
To‘g‘ri ta’sirli tezlatgichlar zarra tezlatuvchi maydonidan o‘tishda bir
marotaba energiyasini oshirsa, ko‘p karrali ta’sirli tezlatgichlarda esa shu
maydondan zarra bir necha marotaba energiya orttirmasi oladi. Yuqori voltli
tezlatgichda energiya orttirmasi potensiallar ayirmasiga to‘g‘ri kelsa, induksiyali
tezlatgichda magnit oqimi o‘zgarishiga mos keluvchi uyurma elektr maydoni
rezonans tezlatgichlarda esa yuqori chastotali o‘zgaruvchi elektr maydon
kattaliklariga mos keladi. Chiziqli tezlatgichlarda zarralar to‘g‘ri chiziq bo‘ylab
harakatlansa, siklik tezlatgichlarda aylana yoki spiralsimon harakatlanadi.
Tezlatgichlarning turlari 1-jadvalda keltirilgan.
Uzluksiz oqimli tezlatgichlarda zarralar oqimi o‘zgarmas bo’lsa,
impulslilarida esa zarra dastasi ma’lum vaqt oralig‘ida tezlashtiriladi. Odatda
tezlashtirilgan zarralar qo‘zg‘almas nishonga yo‘naltiriladi. Qarama-qarshi oqimda
tezlashtirilganda o‘zaro massalar teng ma’lum impulsga ega bo’lgan zarralar bir-
biriga qarama-qarshi yo‘nalishda ta’sirlashadi.
Barcha tezlatgichlarda zarralami tezlatish jarayonida fokuslab turishlik
lozim. Ko‘ndalang radial va vertikal tekislik bo‘yicha fokuslash magnit maydonning
radius bo‘yicha kamayib borishi bilan amalga oshiriladi. Bunda magnit maydonning
pasayish
darajasi
0
<
n
<
1
oralig‘ida
bo’ladi.
Bu
xil
fokuslashga yumshoq (kuchsiz) fokuslash deb ataladi. Bu xil fokuslashda
vakuum kamera va magnit o‘lchami otrib ketadi, natijada tezlatgich narxining
juda yuqori bo’lishiga olib keladi.
Juda yuqori energiyali tezlatgichlarda kuchli fokuslash usuli qo‘llanilmoqda,
bunda zarralar oqimi turli magnit qismlaridan o‘tishda har xil ishorali katta gradient
maydonga keladi. Zarralar oqimi gorizontal va vertikal yo‘nalishlar bo‘yicha ketma-
ket fokuslanib, defokuslanadi.
Rezonans tezlatgichlarda zarralar oqimi bo‘ylama yo‘nalish bo‘yicha, ya’ni
zarralar aylanish chatotasi bilan tezlashtiruvchi elektr maydon chastotalarining
rezonansini ta’minlash elektr maydon chastotasini yoki magnit maydonni vaqt
bo‘yicha o‘zgartirishlik bilan amalga oshiriladi. Tezlatgichlarda zarralar energiyasi
va zarralar oqimi intensivligi muhim xususiyati hisoblanadi. Intensivligi oqim toq
kuchi I = qN bilan ifodalanadi. Siklik tezlatgichlarda tezlashtiriladigan zarralar
tezlashtiruvchi maydonga takror-takror kiritilib, energiyasini oshirib boradi.
Birinchi tezlatgichlardan siklotron 1930-yilda Lourens(1901 — 1958)
tomonidan qurildi. Siklotron (sxemasi 1-rasmda keltirilgan) ikkita D
1
, D
2
duant,
ionlar manbayi, tezlashtiruvchi yuqori chastotali elektr kuchlanish manbayi, magnit
maydonlardan iborat. Duant magnit qutblari orasiga joylashtirilgan. Elektr
maydon duantlar uchlariga beriladi. Ion (zaryadli zarralar) ion manbayidan chiqishi
bilan duantning manfiy qutbiga tortilib, energiyasini oshiradi, bu ion magnit maydon
ta’sirida duant ichkarisida yarim aylana shaklida aylanadi, yarim davr 772
oraligMda qarama-qarshi duant chegarasiga keladi, bu paytda duant ishorasini
o‘zgartiradi, yana energiyasini oshiradi va h.k. Shunday qilib, siklotronda ion (zarra)
rezonans energiyasini orttirib borishi uchun elektr maydon chastotasi ion (zarra)ning
duant ichida aylanish chastotasiga mos kelishi talab etiladi. Siklotronda elektr
maydon ion (zarra)ga tezlanish beradi:
(1)
bunda eZ - ion zaryadi, E - elektr maydon kuchlanganligi, magnit maydoni esa ion
(zarra) lami egadi (buradi):
(2)
bunda v- zarra tezligi, H - magnit maydon kuchlanganligi.
Ma’lumki, egri chiziqli harakatda markazdan qochma kuch vujudga
keladi:
(3)
Tezlashtirilayotgan ion (zarra) orbitada aylanib energiyasini oshirib
borishligi uchun (2) va (3) kuchlar o‘zaro teng bo’lishi kerak:
3-rasm. Siklotron. Siklotronda ionlar harakati.
(4)
(5)
(5)
-
zarraning
duantda
aylanish
chastotasi
𝜔
𝑧
ni
ifodalaydi.
Siklotronda ion 772 davr ichida energiyani oshirib spiralsimon harakat qiladi.
Rezonans ravishda energiyani oshirib borishligi uchun zarra aylanish chastotasi
𝜔
𝑧
|
