Юный техник 1966-11, страница 13

дите на рисунках. Принципиально между двумя типами ускорителей нет различий. В одном случае (рис. 1) частицы разгоняются по прямой — это линейный ускоритель. Чем он длиннее, чем больше разница потенциалов, тем энергичнее вылетают на мишень частицы. Однако на таком ускорителе их можно разогнать лишь до 10 млрд. электрон-вольт: при слишком большой разности потенциалов произойдет пробой, и ускоритель выйдет из строя.

Заряженные частицы (а в ускорителях используются только такие) можно гонять и по замкнутому кругу, образованному магнитным полем, — в циклическом ускорителе (рис. 2). Периодически подталкиваемые электрическим полем частицы здесь будут разгоняться постепенно, от оборота к обороту. Такой тип ускорителей намного сильнее. Технический предел его мощности переваливает за 1000 млрд. электрон-вольт, но слишком большие энергии получить и на нем трудно. Вы уже видели, как растут вместе с мощностью размеры ускорителя. Между тем их собирают с ювелирной точностью — до микрон Выдержать же такие допуски на сверхбольших сооружениях современной технике не под силу.

Как и любая йашина, ускорители работают с определенным кпд, причем, оказалось, довольно небольшим. Портит дело, как выяснили ученые, мишень — пластина, на которую «намазан» испытуемый элемент. «Бутерброд» в обоих ускорителях установлен неподвижно. И когда частицы налетают на него, только часть своей кинетической энергии они отдают на расщепление атомов. Остальная тратится впустую. Можно ли заставить их не скупиться? Конечно, но только для этого потребуется разгонять в синхрофазотроне и саму мишень. А потом уже сталкивать ее со снарядами «лоб в лоб».

Когда впервые была высказана эта идея, многие ученые отнеслись к ней скептически. Ведь если мишень станет таким же снарядом, как и частица, попробуй в нее попади! Плотность ее будет на 17 порядков меньше обычной.

Рис. 2. Свернем линейный ускоритель в кольцо — вот вам и циклотрон. А чтобы частицы послушно бегали по кругу, создадим соответствующее магнитное поле.

Но «точная стрельба» сулила в четыре раза большую энергию, чем та, которая рождается в обычных ускорителях. Испытать новую идею на практике взялись одновременно несколько групп ученых в разных странах: в Советском Союзе, США и смешанная итало-французская группа.

На первых порах мишенью и снарядами ученые взяли одни и те же частицы — электроны. Их разгоняли до заданной энергии самым обычным циклическим ускорителем. Но потом надо было разделить их поровну: одни должны были стать мишенью, другие — снарядами. Сделать это очень трудно. И потому их разгоняют по очереди, отдельно друг от друга.

Но теперь появилась другая трудность. Получив мишени, надо заставить их поджидать в сторонке, пока не будут готовы снаряды. В новосибирской установке (рис. 3) ученые для этой цели построили специальный накопитель— вакуумную трубку, окруженную магнитами. Мишени «впрыскивают» в нее порциями, магнитное поле подхватывает их на орбиту, а переменное электрическое поле, создаваемое электродами, время от времени подгоняет их, поддерживая накопленную энергию. Так работает и синхротрон, только здесь он не ускоряет, а всего лишь следит, чтобы электроны «не выщлн ц^ игры».

11