З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
382
383
жиілікті (ЖЖ) өрістер арқылы жүзеге асырыл-
ды. Бөлшек үдетілуі көптеген рет қайталану
арқылы жоғары энергиялы бөлшекке айна-
лады. Осы негіздегі циклдік үдеткіштер –
ц и к л о т р о н д а р [мұның идеясын 1929
жылы американ физигі Эрнест
Лоуренс
(1901 – 1958) айтқан, ол үдеткіштің алғашқы
нұсқасы 1931 жылы жасалған] өзінің дамуы
барысында 10–20 МэВ энергиялы протондар
шығарған. 1940 жылы американ физигі До-
нальд
Керст (1911 – 1993) идеясы 20-жыл-
дары ұсынылған электрондардың циклдік
үдеткішінің индукциялық типі – б е т а-т р о
н д ы іс жүзіне асырған.
Үдеткіштердің осы заманғы типін жасау
1944 – 45 жылдары кеңес физигі Владимир
Векслер (1907–1966) және 1945 жылы өз бетінше американ физигі Эдвин
Мак-
миллан (1907–1991) а в т о ф а з а л а у д ы ашқан соң резонанстық үдеткіштерде
үдетілетін бөлшектер энергиясын едәуір арттыруға мүмкіндік берді. Осы принцип
негізінде циклдік үдеткіштердің бірнеше типтері жасалды: синхротрон, фазо-
трон, синхрофазотрон, микротрон. Радиотехниканың дамуы эффектілі сызықтық
резонанстық үдеткіштер жасауға мүмкіндік ашты. 1950 жылы американ физиктері
Николас
Кристофилос (1917 – 1972), 1952 жылы Милтон Ливингстон (1905 –
1986), Хартлэнд
Снайдер (1913 – 1962) күшті фокустау идеясын ұсынғаннан
кейін циклдік және сызықтық үдеткіштерде тудырылатын энергия арттырыла
түсті. Электрондардың шекті энергиясы сызықтық үдеткіштерде ~20 ГэВ-қа, ал
протондар үшін циклдік үдеткіштерде > 500 ГэВ-ке жетті.
Осы аталған «классикалық» үдеткіштермен қатар 1956 жылы кеңес физигі
Владимир
Векслер ұсынған үдетудің ұжымдық әдісі үдетілу шапшаңдығын едәуір
арттырды.
Зарядты бөлшектер үдеткіштерінде үдетілген зарядты бөлшектердің атомы
ядроларымен әсерлесуінің нәтижесінде пайда болатын фотондар, нейтрондар,
мезондар шоғын да алуға болады. Үдеткіштер ядролық физика мен жоғары энергия
физикасының түрлі мәселелерін шешуде кеңінен қолданылатын негізгі зерттеу
құралының біріне айналды. Үдеткіштер дефектоскопияда және изотоптар алуда,
химиялық үрдістерді шапшаңдатуда, заттың қасиетін өзгертуде және медицинада
2-сызба. Магниттің сол және оң
полюстерінің (N және S) квадру-
полдік линзасының магнит өрісі;
Ғ – магнит өрісінің суреттің жазық-
тығына перпендикуляр қозғалатын
бөлшектерге әсер ететін күші (0
ортасында Ғ=0)
З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
384
385
кеңінен қолдау тапты. Зарядты бөлшектің үдеткіштері әлгі бөлшектердің траек-
ториясына орай екі топқа ажыратылған. Бөлшек траекториясын түзу сызыққа
жақындататын үдеткіштерде бөлшек
үдетуші өрістен бір рет қана өтеді. Екінші
топқа жататын циклдік үдеткіштерде бөлшек магнит өрісінің әсерімен шеңбер
немесе спираль тәріздес траектория бойынша үдетуші өрістерді
бірнеше рет
(миллион ретке дейін) қайталап өтеді.
Үдеткіштерді бөлшек траекториясына қарай топтаумен қатар үдету тәсіліне
қарай да ажыратуға болады. Ван де Грааф
генераторынан, каскадтық генератордан
немесе импульстық трансформатордан
алынатын жоғарғы тұрақты потенциал-
дар айырымынан зарядты бөлшектерді бір
рет қана өткізу арқылы энергия беретін
үдеткіштер
электрстатикалық сызықтық
үдеткіштер деп аталған. Бөлшектің энер-
гиясы тым жоғары болмағанмен (әдетте
2–8 МэВ) шоқтың монохроматтылығы
және оны қажетті энергияға бейімдеудің
жеңілдігі, бұл үдеткіштерді тәжірибе жасауға
қолдану ыңғайлы. Электрстатикалық үдеткіш-
тандемде (біртекті үдеткіштерде) бөлшектің
энергиясы 20 МэВ-ке дейін жеткізіледі.
И н д у к ц и я л ы қ ү д е т к і ш – бетатронның жұмыс істеу принципі электр-
магниттік индукция құбылысына негізделген. Бетатрондағы үдетілетін электрон-
дарды магнит өрісі дөңгелек орбитада ұстап тұрса, оған берілетін үдеуді
құйынды
электр өрісі тудырады. Энергиясы артқан электрон спираль бойымен қозғалады.
Магнит өрісінің құрылымын белгілі бір шарттарды қанағаттандыратындай етіп
таңдау арқылы электрондарды радиусы тұрақты орбита бойымен қозғалту мүмкін
болады. Алғашқы
бетатронды 1940 жылы американ физигі
Керст іске қосқан.
Сызықтық және циклдік үдеткіштерде бөлшек қозғалысы электр өрісінің
уақыт аралығындағы өзгеру ретімен резонанста (синхронды) болады. Сондықтан
мұндай үдеткіштер
резонанстық үдеткіштер деп аталған. Сызықтық резонанстық
үдеткіштерде бөлшек түзу бойына орналастырылған көп электродтардың
арасындағы потенциалдар айырымы аз электр өрісінен өту арқылы үдетіледі.
Әдетте протондар ығулық (дрейфтік) түтікті резонатордың ішіндегі тұрғын
толқын арқылы үдетіледі. Электр өрісінің бағыты зарядты бөлшектің қозғалыс
Бөлшектердің фазотронда және ци-
клотронда қозғалу сұлбасы (магнит
өрісі сызба жазықтығына перпен-
дикуляр бағытталған): 1 – ион көзі;
2 – үдетілетін бөлшектің спираль
орбитасы; 3 – үдеткіш электродтар; 4 –
сыртқа шығару құрылғысы; 5 – үдеткіш
өріс көзі
