I bob. Tezlatgichlar va ularning turlari

1.4. Mikrotron bezatron tezlatgichlar. 
Siklotronda elektronlarni tezlatib bo’lmaydi, sababi ular tez relyativistik 
tezlikka erishadilar. Shunga qaramay shunday tezlatkichlar mavjudki ularda 
elektronlar bir jinsli magnit maydonida elektr maydon impulsi bilan tezlatiladi. 
Bunday turdagi tezlatkichlarni mikrotron deyiladi (ba’zan elektron siklotroni deb 
ham aytiladi). Mikrotronda zarracha tezlatkich kamerasiga magnit maydonning 
markaziy qismiga kiritilmasdan balki chetiga kiritiladi.Zarracha chiqish joyiga 
kovak(ichi bo’sh) tezlatuvchi rezonator joylashtiriladi.Reznatorda zarracha har bir 
aylanishida elektronning tinchlikdagi energiyasiga aniqteng bo’lgan 0,511 MeV 
energiya oladi. Elektronning n-chi aylanish davri T
n
birinchi aylanish davriga karrali 
bo’ladi: 
.
/
1
2
2
2
1
c
v
eH
nmc
nT
T
n
−
=
=

(14)
Shuning uchun ham elektron har bir aylanishda rezonatorga tezlatish momentida 
tushadi.
7-расм. Mikrotron sxemasi. 
1 –rezonator, 2 –elektronlar 
траекторияси. 

Mikrotronda elektronlar radiusi oshib boruvchi aylana bo’yicha harakatlanib, 
hamma aylanalar rezonator ichida bir-biriga tegadi (7-rasm).Mikrotronlar impuls 
rejimida ham, uzluksiz rejimda ham ishlay oladi.Ushbu tezlatkichlarda erishilgan 
chegaraviy energiya 50-100 MeVlar atrofida baholanadi.Energiyaning keyingi 
oshishiga magnit maydoniga qo’yiladigan shartlar halaqit beradi.Hozirgi kunda 
mavjud bo’lgan mikrotronlar 4 dan 30 MeV gacha bo’lgan energiyaga egadirlar. 
Energiya oshishi bilan mikrotronlarda intensivlik keskin tushadi. Masalan 13 MeV 
energiyali mikrotron impulsda 100 mA, 30 MeV energiyali mikrotronda esa atiga 
0,05 mA tok beradi. Odatda o’rtacha tok impuls qiymatidan uch tartibgacha kamdir. 
Mikrotronning afzalliklariga elektronlar dastasi chiqishining soddaligi, dastaning 
yuqori monoenergetikligi(faqat elektrostatik tezlatkichlarga yon beradi) va past 
energiyalarda yetarlicha yuqori intensivlilikka ega bo’lishlari kiradi. Shuning uchun 
ham past energiyalarda mikrotron perspektiv turdagi elektron tezlatkich 
hisoblanadi.Hozirgi kunda mikrotron respublikamizning Samarkand davlat 
universitetida mavjud bo’lib, uning parametrlari quyidagicha: maksimal orbitalar 
soni – 22; birinchi tezlatish rejimida elektronlar maksimal energiyasi – 13 MeV; 
ikkinchi tezlatish rejimida – 22,5 MeV; birinchi rejimdagi o’rtacha tok 30 mkA 
gacha; ikkinchi rejimda 20 mkA gacha; impuls toki 20 mA; impuls tokining 
davomiyligi – 2,3 mks; iste’mol qiladigan quvvat – 20 kVt. 
O’rta va past energiyali elektron tezlatkichlardan eng ko’p tarqalgani betatron 
hisoblanadi. U elektronlarning birinchi siklik tezlatkichi bo’lib hisoblanadi. Uning 
birinchi nusxasi 1940-yilda amerikalik olim D. Krest tomonidan yasalgan (8-rasm). 
Betatron boshqa tezlatkichlardan shu bilan farq qiladiki, bu turdagi tezlatkichlarda 
zarralarni tezlatuvchi elektr maydon tashqaridan berilmaydi, balki zarralarni 
doiraviy orbitalarda ushlab turuvchi magnit maydonning vaqt bo’yicha tez 
o’zgarishi natijasida hosil bo’ladi. Haqiqatan ham, agar, aksial simmetrik magnit 
maydon vaqt bo’yicha o’zgarsa, unda Maksvelning quyidagi tenglamasiga asosan 

t
H
c
E
rot



−
=


1
(15)
kuch chiziqlari kontsentrik aylanalardan iborat bo’lgan E elektr maydon hosil 
bo’ladi. Ushbu holda elektronlar ultrarelyativistik xususiyati tufayli magnit 
maydonining H(R) radial bog’lanishi shunday tanlab olinadiki, bunda elektron 
orbitalar radiusi vaqt bo’yicha o’zgarmas bo’ladi. 
Betatronning ishlashini ma’lum darajada elektr transformatorning ishlashiga 
o’xshatish mumkin. Ma’lumki, transformator berk po’lat o’zakdan va unga 
kiydirilgan sim cho’lg’amli ikkita g’altakdan iborat. Agar birlamchi cho’lg’amdan 
o’zgaruvchan elektr toki o’tkazilsa, o’zakda o’zgaruvchan magnit maydoni hosil 
bo’ladi. O’z navbatida ikkilamchi cho’lg’amda induksiya elektr yurituvchi kuch 
(EYUK) hosil qiladi. Agar ikkilamchi cho’lg’amni tutashtirsak, unda u orqali elektr 
toki o’tadi. Betatronda ikkinchi o’zak halqasimon vakuum kamerasiga 
almashtirilgan. Bu kamera «teshik kulchaga» o’xshaydi . Betatronning ko’ndalang 
kesimi sxemasi 4.10 va 7-rasmlarda ko’rsatilgan. Shisha yoki farfordan yasalgan 
toroidal kamera magnit qutblari orasiga joylashtiriladi. Kamera ichida 10
-6
mm. sim. 
ust. tartibidagi bosim ushlab turiladi. Energiyalari bir necha o’n kiloelektronvolt 
bo’lgan elektronlar 0,001 s vaqt ichida kameraga «elektron to’p» yordami bilan 
injeksiyalanadi (kiritiladi). 
Elektronlar 
manbayi 
elektronlarni 
chiqaruvchi volfram tolali 
cho’lg’amdan 
va 
elektronlarni 
tezlatuvchi 
va 
fokuslovchi 
elektrodlar 
sistemasidan iborat. 

8-rasm. Betatron sxemasi: a) yuqoridan ko’rinishi, b) AA chiziq bo’yicha
kesimi. Elektr va magnit maydon kuchlanganlik va vektorlari. 1 - elektromagnit, 
2 – vakuum kamerasi, 3 – elektron orbitasi, 4 - injektor, 5 – tormozlovchi nishon, 6 
– tormozli nurlanishlar. 
Kameraga kiritilgan elektronlar to’plami uyurmaviy EYUK ta’siri ostida 
aylanadi.Ushbu EYUKni o’zgaruvchan magnit maydoni hosil qiladi.Elektronlarni 
tezlatish vaqtida magnit maydoni shunday qiymatga erishadiki, bunda elektronlar 
trubka ichida turg’un orbita bo’ylab harakatlanadi. Elektronlarning tezlanish olish 
davri elektromagnit g’altaklaridagi kuchlanishning noldan maksimal qiymatigacha 
oshish vaqtiga to’g’ri keladi. Bu o’zgaruvchan kuchlanish davrining chorak qismini 
tashkil qiladi. 
Radiusi R bo’lgan turg’un orbitada F
m
markazga intilma tezlanish F
l
Lorens 
kuchi bilan mos tushadi. Lorens kuchining tezlatkich kamerasi bo’yicha radial 
9-rasm.Betatronning vertikal kesimi. 
1-elektronnitezlatishuchunkamera;
2 – elektromagnit g’altaklari

o’zgarishi quyidagicha: r>R bo’lganda F
l
> F
m
bo’ladi, rl
< F
m
bo’ladi. Shu tariqa turg’un orbitadan chetlashgan elektronlar yana unga qaytadilar. 
Tezlatish jarayonida elektronlarning turg’un orbita atrofida uncha katta bo’lmagan 
tebranishlari yuz beradi. Amalda betatron elektronlarni bir necha MeV dan 50 MeV 
gacha tezlatish uchun ishlatiladi. Bir vaqtlar bundan ham katta energiyali hatto 240 
MeV gacha bo’lgan betatronlar ham ishlab chiqilgan.Ammo bunday energiyalarda 
magnitning katta og’irlikda (sinxrotronga nisbatan) bo’lishi, shuningdek 100 MeV 
dan yuqori energiyalarda betatronda tezlatish rejimi, elektronlarning elektromagnit 
nurlanishi tufayli buzilishi sababli betatron yuqori energiyali elektronlarni olishda 
ishlatilmaydi. 
Betatronlarda intensivlik katta emas.Har bir impulsda 10
9
-10
10
zarra bo’lganda o’rtacha tok10
-2
mkA dan oshmaydi. Ushbu tezlatkichlarning 
kamchiliklaridan yana biri unda amalda elektronlar dastasini chiqarib bo’lmasligidir. 
Shuning uchun ham betatronlar faqat tormozli gamma-nurlar manbai sifatida 
ishlatiladi. 
Hozirgi kunda yangi avlod elektron tezlatkichlari yaratilmoqda. Bu elektron 
tezlatkichlar oldingilaridan o’zining ixchamligi va yuqori intensivlikka egaliklari 
bilan farq qiladi. 

Download 0,98 Mb.