شتاب دهنده‌ خطی الکترونی





دید کلی:


جرم الکترون 1836 بار کوچکتر از جرم پروتون است. به طوری که می‌دانیم ‏این امر سبب می‌شود ‏که الکترونها در انرژی‌های پایین هم شروع به نسبیتی ‏شدن بکنند به عبارت دیگر سرعت آنها نزدیک به ‏‏سرعت نور می‌شود. یک ‏الکترون ‏MeV‏2 دارای انرژی کل‏MeV‏ ‏‎0.512‎است (0.512+2 = ‏E‏).‏

یعنی حدود 5 برابر انرژی در حال سکون آن می‌شود و سرعت آن معادل ‏سرعت پروتون ‏GeV‏467 خواهد ‏بود یعنی ‏C‏98/0 =‏V‏ می گردد. ‏

مشکلات سر راه شتابش الکترون:‏


شتابش ثانویه الکترون تغییر قابل ملاحظه‌ای روی سرعتش دارد ولی جرم ‏آن را افزایش می‌دهد. اگر یک ساختار ‏لوله جریان برای یک ماشین الکترونی ‏انتخاب می‌کردند، طول الکترود می‌بایست برای تمام انرژی‌های بالای ‏‏MeV‏1 (‏T‏1=‏B‏) تقریبا یکسان می‌باشد و این طول موج برابر طول موج ‏میدان الکتریکی رادیو ‏فرکانسی در فضای آزاد است. ‏

چنین لوله‌های جریان دیگر آنقدر کوچک نبودند که در درون کاواک تشدید ‏اختلال بوجود نیاورند (طول آنها ‏بزرگتر از قطر کاواکها می‌باشد). بکار ‏اندازی یک چنین دستگاه فوق‌العاده غیر اقتصادی است. ‏

مکانیزمهای نوین شتابش الکترونها:


راه مناسبی برای شتابش الکترون بر اساس تقریب بین سرعت الکترون و ‏سرعت انتشار امواج ‏الکترومغناطیسی وجود دارد. طوری که به جای تولید ‏یک موج ایستاده که در درون یک کاواک جلو و عقب ‏بازتاب کننده یک ذره ‏موج رونده‌ای ایجاد و وادار کرد که در طول محور یک استوانه فلزی پراکنش ‏کند. یک ‏چنین استوانه‌ای را ‏‎( wave guide)‎‏ می‌نامند.‏

الکترونها به درون یک موجبر تزریق می‌شوند و پس از آن تحت تاثیر مولفه ‏طولی میدان الکتریکی این ‏موج رونده قرار می‌گیرند و همراه آن به حرکت ‏در می‌آیند. آنها در نتیجه متحمل شتابش پیوسته می‌شوند و ‏شبیه کف ‏که روی امواج دریا منتقل می‌شوند آنها نیز با موج رانده می‌شوند. ‏

پایداری فاز شتاب‌دهنده‌ الکترونی:‏


پایداری فاز در شتاب‌دهنده‌های الکترونی نیز به‌کار می‌رود. هر چند که ‏آنها همان روال شتاب دهنده‌های ‏پروتونی را دقیقا دنبال نمی‌کنند، در مورد ‏اخیر ذره همگام که باید همراه موج یعنی با سرعت نور حرکت کند، ‏یک ذره ‏همگام خیالی است. ‏

سرعت نور حد نهایی سرعتی است که الکترونها نمی‌توانند به آن برسند. ‏نوسانات فاز و سرعتهای نوسانی ‏وابسته به بالا و پایین مقدار ترازمندی ‏که در شتاب دهنده خطی پروتونی ظاهر می‌شود. در اینجا ممکن نیست ‏‏بجای آن یک حرکت فاز ایستا‌وار درون ماشین شتاب دهنده صورت می‌گیرد.‏

کاربردهای شتاب دهنده الکترونی:‏




  • بررسی پدیده های ریز اتمی و تایید نظریات کوانتومی با استفاده از الکترونهای ‏شتابدار


مباحث مرتبط با عنوان:




تعداد بازدید ها: 12286