Akcelerator ze zmiennym gradientem pola
Akcelerator ten charakteryzuje się tym, że orbity przyspieszanych cząstek są stabilizowane przy pomocy soczewek magnetycznych, które ogniskują i rozogniskowują, umieszczonych w naprzemiennym układzie.
Porównując go do układu optycznego, można zauważyć podobieństwo do soczewek rozpraszających i skupiających, które służą do formowania wiązki światła.
Siły stabilizujące w tym akceleratorze są znacznie większe niż w przypadku akceleratorów z stałym gradientem. Wyższe siły skutkują mniejszymi oscylacjami cząstek wokół stabilnej orbity, co z kolei pozwala na zastosowanie mniejszych komór próżniowych oraz znacznie kompaktowych układów magnesów. To ma szczególne znaczenie w kontekście akceleratorów wysokich energii, ponieważ znacząco obniża ich koszty.
W projektach akceleratorów wprowadza się rozwiązania, w których odpowiednio kształtuje się bieguny magnesów zakrzywiających tor cząstek lub stosuje się oddzielne sekcje odpowiedzialne za zakrzywienie oraz ogniskowanie i stabilizację wiązki.
Zdolność do ogniskowania akceleratora jest uzależniona od liczby N naprzemiennie ustawionych sektorów, w których gradient pola magnetycznego zmienia się (raz dodatni, raz ujemny). Ta liczba wpływa na optymalny wskaźnik gradientu n w tych sektorach, gdy wartości bezwzględne gradientów są sobie równe:
n
=
±
N
2
16
{\displaystyle n=\pm {\frac {N^{2}}{16}}}
Gdy te warunki są spełnione, cząstka przechodząca przez sektory znajduje się, średnio, dalej od stabilnej orbity w sektorach ogniskujących niż w rozogniskowujących. W takiej sytuacji siła przyciągająca działająca na cząstkę przewyższa siłę odpychającą, podobnie jak ma to miejsce w akceleratorach ze stałym gradientem. W kolejnej sekcji rozogniskowującej cząstka zostanie zepchnięta na dalszą orbitę, a po dotarciu do następnego sektora ogniskującego ponownie przejdzie przez ten proces.
Ta metoda wymaga niezwykle precyzyjnego wykonania elektromagnesów. Nawet niewielkie różnice w gradientach dodatnich i ujemnych w elektromagnesach mogą prowadzić do poważnych zakłóceń w trajektoriach przyspieszanych cząstek.
== Przypisy ==
== Bibliografia ==
red. nacz. tomu Jan Zienkiewicz: red. nacz. Heliodor Chmielewski: Encyklopedia Techniki. T. Energia jądrowa. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1970, s. 16, seria: Encyklopedia Techniki.
Loading ...