З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
406
407
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
З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
406
407
бағытына қарсы болған жағдайда, протон дрейфтік түтіктің ішімен қозғалады.
Түтіктің ішінде өріс өте аз болғандықтан, зарядты бөлшек инерция бойынша
қозғалады. Электрондар толқын өткізгіштің ішінде қума толқын арқылы үдетіледі.
Сызықтық үдеткіштерде зарядты бөлшекті енгізу және сыртқа шығару тәсілдері
циклдік үдеткіштерге қарағанда қарапайым түрде жүзеге асырылады. ХХ ғасырдың
20-жылдары ұсынылған резонанстық сызықтық үдеткіштер тек 1945 жылдан кейін
ғана, аса жоғары жиілікті радиотехниканың дамытылуына байланысты кеңінен
пайдаланыла бастады. Жоғары энергиялы циклдік үдеткіштерде протондық
сызықтық үдеткіштер (энергиясы 100 МэВ-ке дейінгі)
инжектор (иондар көзі)
ретінде пайдаланылады.
Үдеткіштердің ең көп тараған түрі –
циклдік резонанстық үдеткіштер.
Бұл үдеткіштердегі зарядты бөлшектер траекториясы сыртқы магнит өрісімен
реттеледі. Ол траектория шеңберге ұқсас немесе спираль тәріздес болады. Зарядты
бөлшек жоғары жиілікті электр өрісі арқылы үдетіледі. Алғашқы циклдік үдеткіш
ХХ ғасырдың 30-жылдарының басында жасалды. Ц и к л о т р о н деп аталатын
бұл үдеткішті америка физигі Э.
Лоуренс іске қосты. Кеңес физигі В.И.
Векслер
(1944), кейінірек (1945) американ физигі Э.
Макмиллан ұсынған
автофазалау
принципі циклдік үдеткіштердегі зарядты бөлшектерді үдету мүмкіншілігін күрт
арттырды. Автофазалау принципін пайдалану нәтижесінде он жылдың ішінде
үдеткіштерде алынатын протон энергиясы мың есеге жуық арттырылды. Циклдік
үдеткіштерде кейде зарядты бөлшек тұйық орбита бойымен бірнеше миллион
рет айналады. Сондықтан бөлшектің алдын ала есептелген орбита бойымен
қозғалу орнықтылығын қамтамасыз ету қажет. Қозғалу орнықтылығы екі бағытта
қарастырылады: орбитаның кеңістіктегі орнықтылығы (орбитадан көлденең бағытта
ауытқуы) және уақыт аралығындағы
орнықтылығы (яғни қозғалу бағыты
бойынша орнықтылығы). Қозғалыс
орнықтылығы үдеткіштер теориясын-
да қарастырылады. Үдеткіштерде және
басқа бірқатар аспаптарда зарядты
бөлшектердің орнықты қозғалысына
қажет шарттарды жасау,
әдетте
зарядты бөлшектерді фокустау
дейді. Уақыт бойынша орнықтылық
а в т о ф а з а л а у деп аталған.
Циклдік үдеткіштерді топтау фокус-
3-сызба. Бетатрон қимасының сұлбасы:
1 – магнит полюстері; 2 – сақина тәрізді
вакуумдық камера; 3 – орталық өзек; 4 –
электрмагниттің орамы; 5 – магнит мойны
