Физическая энциклопедия - перезарядный ускоритель

(тандем), высоковольтный ускоритель, в к-ром благодаря перезарядке ускоряемых ч-ц (изменению знака, а иногда и величины заряда) одно и то же ускоряющее напряжение используется дважды: отрицат. ионы ускоряются при движении к положительно заряженному высоковольтному электроду В, а положит. ионы, образовавшиеся после перезарядки,при движении от него (рис. 1). Образующиеся после перезарядки ч-цы с различным Рис. 1. Одинарный тандем: И источник отрицат. ионов; Г высоковольтный генератор; В высоковольтный электрод; М перезарядная мишень; Ппучок отрицат. ионов; П+ пучок положит. ионов; С сепаратор. Z+ ускоряются до разных энергий, поэтому для их разделения после ускорения требуется сепаратор магнит с полем, перпендикулярным направлению движения ч-ц (см. МАСС-СПЕКТРОМЕТР). Энергия ч-ц на выходе П. у. равна ?=eu(Z++Z-), где u напряжение высоковольтного генератора, a Zи Z+ числа элементарных зарядов ч-цы до и после перезарядки (обычно Z-=l). Дополнит. преимущество П. у.нулевой потенциал ионного источника. Добавление ещё одного генератора противоположной полярности (двойной тандем, рис. 2) позволяет повысить энергию ч-ц до величины ?=eu(Z++2Z-). Рис. 2. Двойной тандем: И источник нейтр. ч-ц; П0 пучок нейтр. ч-ц; Г1 высоковольтный генератор первого ускорителя, B1 его высоковольтный электрод; Г2 генератор второго ускорителя; В2 второй высоковольтный электрод; M1 и М2 перезарядные мишени; Ппучок отрицат.

ионов; П+ пучок положит. ионов; С сепаратор. Типичная энергия протонов, ускоряемых в П. у. ? = 1020 МэВ. Идея использовать перезарядку для увеличения энергии ускоряемых ч-ц предложена У. X. Беннеттом (США) в 1935. Она была реализована лишь в 1958, после разработки эфф. источников отрицат. ионов и перезарядных мишеней газовых и твёрдых (отрицат.

ионы могут быть получены непосредственно из источника или перезарядкой положит. ионов на газовой или пароструйной мишени, перезарядкой при взаимодействии пучка с твёрдой поверхностью, покрытой атомами щелочных металлов, и т. д.). .