перезарядный ускоритель

ПЕРЕЗАРЯДНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ (тандем) - высоковольтный ускоритель ,в к-ром благодаря перезарядке ускоряемых частиц (изменению знака, а иногда и величины заряда) одно и то же ускоряющее напряжение применяется дважды: отрицат. ионы ускоряются при движении к положительно заряженному высоковольтному электроду, а положит. ионы, образовавшиеся после перезарядки, - при движении от него к электроду с нулевым потенциалом.

Схема перезарядного ускорителя: 1 - источник отрицательных ионов; 2 - высоковольтный генератор; 3 - высоковольтный электрод; 4 - перезарядная мишень; 5,6 - пучки отрицательных и положительных ионов; 7 - сепаратор.

Использование перезарядки позволяет при том же напряжении генератора увеличить энергию протонов вдвое, а энергию более тяжёлых частиц в неск. раз. При этом облегчаются питание и обслуживание ионного источника, к-рый находится под нулевым потенциалом. Образующиеся после перезарядки частицы с разл. зарядами ускоряются до разных энергий, поэтому для их разделения после ускорения необходима сепарация, осуществляемая магнитом с полем, перпендикулярным направлению движения частиц. Энергия частиц на выходе П. у. равна= eU(n_+ п₊), где U - напряжение высоковольтного генератора, п_е{е??} и п₊е - заряды частиц до и после перезарядки (обычно п_ = 1). Добавление ещё одного генератора с отрицат. полярностью напряжения (двойной тандем) повышает энергию частиц до= eU(2n_ + п₊). Типичные величины напряжений, применяемых в П. у., ~10 - 20 MB, в наиб. крупных П. у. - 25 - 30 MB.
Идея использовать перезарядку для увеличения энергии ускоряемых частиц предложена У. X. Беннеттом (W. Н. Bennett) в 1935, однако она была реализована лишь в 1958 после разработки эфф. источников отрицат. ионов и перезарядных устройств - мишеней. Перезарядная мишень представляет собой трубку, в к-рую подаётся газ, или плёнку твёрдого вещества (углерода) толщиной неск. мкг/см². Применение твёрдых мишеней позволяет получить положит, ионы тяжёлых элементов с более высокой зарядностыо (п₊ = 7 - 10). Для дополнит. обдирки ионов после перезарядки на одном из участков ускорит. тракта может быть установлена ещё одна мишень.

Лит.: Комар Е. Г., Основы ускорительной техники, М., 1975; "Nuclear Instruments and Methods", 1974, v. 122, № 1/2 (спец. выпуск).

М. П. Свиньин.