منو
 صفحه های تصادفی
ترکمانان قویونلو
تیره گل صدتومانی
فلسفه
ستاره شناسی نامرئی
فصل
DNA با تکرار متوسط
داروی کنترل ایدز
تیره گل حنا
امام حسین لیه السلام و تفسیر آیه 21 قصص
تاریخ مختصر ایران بعد از اسلام
 کاربر Online
506 کاربر online

شتابدهنده های هسته ای

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک هسته ‌ای > فیزیک شتابدهنده
(cached)




ماشینهای شتابدهنده درفیزیک هسته ای


شتاب دهنده های ذرات Particle Accelerators:


در تحقیقات اولیه اتم و هسته اش ، دانشمندان به انرژی ذرات آلفا حاصل از تجزیه طبیعی مواد رادیو اکتیو قانع بودند.اما بعد ها معلوم شد که این انرژی چندان کافی نمی باشد بنابر این دستگاه بسیار پیچیده و مخصوص جهت شتاب مصنوعی ذرات اتمی ساخته می شد .

چگونه ذرات شتابدار می شوند ؟




انواع شتاب دهنده های هسته ای:




سیکلوترون:


سیکلوترون در سال 1932 توسط لارنس و لیوینگتون اختراع شد در این شتاب دهنده ها ، ذرات باردار تحت تاثیر میدای B مغناطیسی ثابت قرارمی گیرند. و در حالی که در هر نیم چرخه توسط میدان الکتریکی شتاب می گیرند. میدان مغناطیسی مسیر آن را به صورت دایره ای خم می کند.

ذره ای به جرم نسبتی mوبارq که عمود بر B میدان مغناطیسی و در قوس دایره ای به شعاع r حرکت کند بصورت زیر است: p=m v=qBr و v=rw و f=w/6.28 بنابراین f=(q/6.28 m) B که در روابط اخیر w سرعت زاوی های، p اندازه حرکت خطی و f فرکانس حرکت می باشد.در این شتاب دهنده ها فرکانس به فرکانس سیکلوترونی معروف است .

سنکروسیکلوترون Synchrocyclotron:


این نوع شتاب دهنده که ذرات باردار که اصل معروف حالت پایداری مدار دران بکار می رود. این اصل بوسیله دانشمند روسی وکسلر (V.Veksler) پیشنهاد شد. عقیده اساسی او این است که تحت شرایط معین و با انتخاب مناسب شتاب الکتریکی و کنترل میدانهای مغناطیسی می توان هر ذره بارداری را در آن چنان شتاب داد که علی رغم احتمال وجود انحرافات مخصوص ، انرژی ماکزیمم از قبل پیش بینی شده ای را در پایان مسیرش بدست آورد.

برای مثال انجام عمل به کمک کاهش تدریجی فرکانس ولتاژ بکار رفته در عرض شتاب دهنده ممکن می شود.دانستیم که اثر نسبیت جرمی ( افزایش در جرم برای سرعت های نزدیک به سرعت نور) علت اساسی تخلف همزمانی در سیکلوترون است بهمین دلیل فرکانس ولتاژ بکار رفته به تدریج کاهش می یابد تا انرژی نسبیتی (E=mc2) را جبران نماید.

فرکانس طوری تغییر می یابد تا بعد از هر گردش ضربه های ولتاژی که به شکاف شتاب وارد می شود با افزایش تاخیر صورت گرفته و این افزایش تاخیر در توافق دقیق با افزایش جرم نسبیتی و کاهش تدریجی در میزان شتاب ذره می شود. با این وسیله ذراتی مثل پروتون را تا 700 مگا الکترون ولت شتاب می دهند .

سنکروترون :


برای افزایش انرژی جنبشی نهایی یک ذره در یک ماشین شتاب دهنده چرخه ای باید اندازه حرکت نسبیتی نهایی P= qBr ذره را زیاد کرد. برای بزرگی میدان مغناطیسی B که در نواحی نسبتاً بزرگی از فضا بدست می آید.محدودیتی وجود دارد زیرا بدلیل خواص مغناطیسی مواد ، B نمی تواند از حدود 2 وبر بر متر مربع (تسلا) تجاوز کند از این رو تنها افزایش قابل ملاحظه در اندازه حرکت خطی وبنابراین در انرژی جنبشی آن در یک ماشین چرخه ای، بزرگ ترین شعاع مدار نهایی را دارد.

این ذرات در سنکروترونها از مرکز آهنربای الکتریکی شروع به حرکت می کنند و تا شعاع نهایی بسوی خارج حرکت مار پیچی می کنند آهن ربای الکتریکی در تمام این ناحیه میدان مغناطیسی تولید می کند بنابر این هر گاه بخواهیم انرژی نهایی یک ذره در سنکروترون افزایش یابد باید شعاع مدارنهایی و در نتیجه شعاع آهن ربا الکتریکی را متناظراً افزایش دهیم. طرح وساختمان سنکروترون هایی که قادرند به پروتون ها تاانرژی دههاو سرانجام صدها مگاالکترون ولت شتاب دهند .

مباحث ویژه مرتبط با شتابدهنده ها:




تعداد بازدید ها: 24732


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..