своим возможностям они допускают значительно более широкое применение.
Линейные резонансные ускорители — наиболее распространённый тип линейных ускорителей, особенно на большие энергии. Линейные резонансные ускорители электронов дают энергии от десятков Мэв до ~ 20 Гэв, протонов — до 800 Мэв. Существ, различие между протонным и электронным линейными ускорителями обусловлено главным образом тем, что протоны ускоряются до нерелятивистских или слаборелятивистских скоростей, тогда как электроны — до ультрарелятивистских скоростей; протонные ускорители на энергии ~ 600—800 Мэв, при которых релятивистские эффекты становятся заметными, конструктивно сближаются с электронными (см. табл. 3).
Табл. 3. — Крупнейшие линейные ускорители
Местонахождение | Год запуска | Максимальная энергия, Мэв | Длина, м | Длительность импульса ускоряемых частиц, мксек | Максимальный средний ток, мка | Максимальный ток в импульсе, ма |
Электронные |
Харьков (СССР) | 1964 | 1800 | 240 | 1,4 | 0,8 | |
Станфорд (США) | 1966 | 22300 | 3050 | 1,6 | 48 | |
Протонные |
Серпухов (СССР), инжектор | 1967 | 100 | 80 | 300 | | 180 |
Батейвия (США), инжектор | 1970 | 200 | 145 | 400 | | 120 |
Лос-Аламос (США) | 1972 | 800 | 795 | 500 | 30 | |
Мезонная фабрика, АН СССР | строится | 600 | 450 | 100 | 500 | |
Протонные линейные резонансные ускорители. Идея линейного резонансного ускорителя выдвинута в 1924 швед. учёным Г. Изингом и в 1928 реализована на модели Видероэ. Ускоритель (рис. 10 ) представляет собой систему пролётных трубок (полых цилиндров), присоединённых через одну к разным полюсам источника переменного напряжения. Электрическое поле не проникает внутрь трубок, а сосредоточено в зазорах между ними. Длина трубок подобрана так, что частицы, попавшие в первый зазор между трубками в момент, когда поле ускоряет частицы, будут и в последующих зазорах попадать в ускоряющую фазу поля (резонанс), т. е. их энергия будет непрерывно повышаться. Ускоритель примерно такого типа был реализован в 1931 Э. О. Лоуренсом и Д. Слоуном (США).
Успехи ВЧ радиотехники в 40-е гг. дали дальнейший толчок, развитию протонных линейных резонансных ускорителей. Вместо цепей с сосредоточенными постоянными в современных ускорителях протонов применяется обычно схема, предложенная амер. физиком Л. Альваресом , представляющая собой резонатор с дрейфовыми трубками. В объёме резонатора цилиндрической формы создаётся переменное электрическое поле, направленное вдоль оси резонатора. Ускоряемые частицы пролетают систему дрейфовых (пролётных) трубок так, что в ускоряющих зазорах между трубками они оказываются в моменты, когда поле направлено по движению частиц (рис. 11 ). Когда же поле направлено в противоположную сторону, частицы находятся внутри трубок, куда поле не проникает.
В линейном резонансном ускорителе, как было указано выше, действует механизм автофазировки, так что частицы, расположенные в некоторой области вблизи равновесной частицы (область захвата),