Синхротронное излучение

1. Синхротронное излучение Готовцев Александр 553гр

2. Что такое синхротронное излучение и каковы его свойства? • Почему излучение электронов в циклических ускорителях в последнее время стало основным инструментом в исследовании взаимодействия электромагнитного излучения с веществом? • Об искусственных и природных источниках синхротронного излучения

3. Синхротронное излучение • Синхротронное излучение - это электромагнитное излучение электронов или позитронов, ускоряемых в циклических ускорителях.

4. Свойства: • 1) непрерывный спектр от инфракрасного до рентгеновской области; • 2) высокая интенсивность; • 3) острая направленность;

5. Преимущества перед ренгеновским излучением 1)Можно исследовать более тонкие слои вещества 2)Проводить анализ неставильных веществ 3)Широкий спектр излучения от глубокого УФИ до глубокого ИФИ

6. Получение синхротронного излучения Синхротронное излучение получают с помощью ускорителей

7. Циклотрон Циклотрон–циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы двигаются в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотное электрическое поле неизменной частоты.

8. Тяжелые заряженные частицы (протоны, ионы) попадают в камеру из инжектора вблизи центра камеры и ускоряются  переменным полем фиксированной частоты, приложенным к ускоряющим электродам (их два и они называются дуантами). Частицы с зарядом Zeи массойm движутся в постоянном магнитном поле напряженностью B, направленном перпендикулярно плоскости движения частиц, по раскручивающейся спирали.

9. 1 - источник тяжелых заряженных частиц (протонов, ионов), • 2 - орбита ускоряемой частицы, • 3 - ускоряющие электроды (дуанты), • 4 - генератор ускоряющего поля, • 5 - электромагнит. Стрелки показывают силовые линии магнитного поля). Они перпендикулярны плоскости верхнего рисунка

10. Первая работающая модель циклотрона

12. Ускоритель тяжелых ионов Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н. Флерова в Дубне

13. Радиус Rтраектории частицы, имеющей скорость v, определяется формуло • где y = [1 - (v/c)2]-1/2  – релятивистский фактор.В циклотроне для нерелятивистской ( y=1) частицы в постоянном и однородном магнитном поле радиус орбиты пропорционален скорости, а период обращения

14. Недостатком циклотрона является то, что заряженные частицы в нем не могут быть ускорены до больших энергий

15. Синхрофазатрон • Синхрофазотрон –циклический ускоритель представляет собой один из видов ускорителей заряженных частиц. Частицы в них разгоняют до больших скоростей и, следовательно, до высоких энергий. По результату их соударений с другими атомными частицами судят о строении и свойствах материи. Вероятность соударений определяется интенсивностью ускоренного пучка частиц, то есть количеством частиц в нем, поэтому интенсивность наряду с энергией — важный параметр ускорителя.

17. Синхрофазатронное излучение

18. Поворотный магнит

19. Излучение на прямолинейном участке

20. Излучение в ондуляторе

21. Ондулятор и поворотный магнит

22. Схема станции Си

23. Станции СИ

24. Вид на ускорительный центр Fermilab, США.

25. Ускоритель во Франции

26. Ускоритель в г. Дубна

28. Распределение мощности СИ • Распределение мощности СИ излучения напоминает распределение Планка для излучения абсолютно черного тела. Сравнивая в максимуме частоты излучения, находим, что для энергии электронов 1 Гэв эффективная температура имеет порядок 107 К.

29. Применение Си в медицине • Медицина – другая область, в которой использование СИ позволяет улучшить традиционную рентгеновскую технику. Синхротронные изображения сердца, артерий и других органов позволяют существенно снизить дозу радиации, которую получает пациент в обычных рентгеновских исследованиях. Например,

30. Си и новые материалы • Важное место занимают исследования биологических объектов и синтетических материалов. То, что синхротрон позволяет настраиваться практические на любые длины волн, дает широкие возможности для исследований в оптическом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазоне длин волн.

31. СИ и нанотехнологии • Синхротронное излучение позволяет изучать более тонкие слои вещества, фотографировать отдельные атомы.