Электромагнетизм. Кузнецов С.И. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

50
Бетатрон (рисунок 4.8, а) состоит из тороидальной вакуумной
камеры (рисунок 4.8 в), помещающейся между полюсами
электромагнита специальной формы (рисунок 4.8 б). Обмотка
электромагнита питается переменным током с частотой
Гц 100
ν
≈
.
Переменное магнитное поле выполняет две функции: во-первых,
создает вихревое электрическое поле, ускоряющее электроны внутри
тороида; во-вторых, удерживает электроны на орбите (силовые линии
располагаются так, чтобы пучок электронов находился в состоянии
устойчивого равновесия в центре тора).
За время порядка
с10
3−
электроны успевают сделать до
6
10
оборотов и приобрести энергию до 500 МэВ (сотни МэВ в разных
ускорителях). При такой энергии скорость электронов близка к
скорости света ( c≈
υ
).
Кроме того, сам же пучек электронов в данном случае выполняют
роль вторичной обмотки трансформатора.
В конце цикла ускорения включается дополнительное магнитное
поле, которое отклоняет электроны от стационарной орбиты и
направляет их на специальную мишень, расположенную внутри камеры.
Попадая на мишень электроны тормозятся в ней и испускают жесткие γ-
лучи или
рентген, которые используются в ядерных исследованиях при
неразрушающих методах контроля, в медицине и т.д.
Идея бетатрона была запатентована в 1922 г. Дж. Слепяном. В 1928
г. Р. Видероэ сформулировал условие существования равновесной
орбиты – орбиты постоянного радиуса «условие 2:1». Первый
действующий бетатрон был создан в 1940 г. Д. Керстом.
В СССР первые бетатроны были разработаны
и созданы учеными
Томского политехнического института (ныне университета):
профессорами А.А. Воробьевым, Л.М. Ананьевым, В.И. Горбуновым,
В.А. Москалевым, Б.Н. Родимовым. В последующие годы в институте
интроскопии при ТПУ успешно изготавливаются малогабаритные
переносные бетатроны (профессор В.Л. Чахлов), применяемые в
медицине, дефектоскопии и других прикладных и научных
исследованиях.
Благодаря простоте конструкции, дешевизне и удобству
пользования бетатроны нашли особо широкое применение в
прикладных целях в диапазоне энергии 20 ÷ 50 МэВ. Используется
непосредственно сам электронный пучок или тормозное γ-излучение,
энергия которого может плавно изменяться.

Страницы