E 0 много больше, чем для электронов, так что их излучение при достигнутых в ускорителях энергиях не проявляется.] В больших электронных ускорителях энергия, излучаемая за 1 оборот, становится сравнимой с энергией, набираемой частицей. Получаемая электроном от ускоряющего поля энергия eV 0 jcos0 расходуется частью на увеличение энергии частицы, а частью на излучение. Излучение сказывается и на колебаниях частиц около равновесной орбиты: с одной стороны, излучение, действуя подобно трению, вносит затухание в колебания частиц, с другой — из-за квантового характера излучения (излучение фотонов) торможение происходит не плавно, а как бы щелчками, что вносит дополнительную раскачку колебаний. Вследствие больших потерь на излучение ускоряющая система должна развивать очень большую мощность. Хотя постоянство частоты обращения позволяет применить резонансные системы с фиксированной частотой, тем не менее именно трудности создания ускоряющей системы ограничивают в первую очередь предельно достижимые энергии. К 1976 в синхротронах достигнуты максимальные энергии порядка 5—10 Гэв (см. табл. 2). Существуют проекты синхротронов на 100—150 Гэв. В синхротронах на меньшие энергии (сотни Мэв ) вместо инжекции извне (как в синхрофазотроне) часто применяют бетатронную инжекцию: ускоритель сначала работает как бетатрон (см. ниже), а после достижения электроном релятивистских скоростей (u » c ) включается ускоряющее ВЧ поле и ускоритель переходит на синхротронный режим.
Табл. 2. — Крупнейшие циклические ускорители
Местонахождение | Максимальная энергия, Гэв | Диаметр установки, м | Сечение камеры, см | Тип инжектора | Энергия инжекции, Мэв | Год запуска |
Синхрофазотроны |
Дубна (СССР) | 10 | 72 | 35´120 | Линейный ускоритель | 9,4 | 1957 |
Аргонн (США) | 12,7 | 55 | 15´82 | то же | 50 | 1963 |
Женева (Швейцария) | 28 | 200 | 7´15 | то же Бустер | 50 800 | 1959 1972 |
Брукхейвен (США) | 33 | 257 | 8´17 | Линейный ускоритель | 200 | 1960 |
Серпухов (СССР) | 76 | 472 | 12´20 | « (строится бустер) | 100 | 1967 |
Батейвия (США) | 500 (на 1976) | 2000 | 5´13 | Бустер | 8000 | 1972 |
Синхротроны |
Дарсбери (Великобритания) | 5,2 | 70 | (4—6) ´(11—15) | Линейный ускоритель | 43 | 1966 |
Ереван (СССР) | 6,1 | 69 | 3´10 | то же | 50 | 1967 |