Birminghamin synkrotroni

Birmingham Synchrotron on 1 GeV :n syklinen protonikiihdytin , yksi maailman ensimmäisistä synkrotroneista (itse asiassa synkrofasotroneista ), joka rakennettiin Birminghamin yliopistossa vuonna 1953 Mark Oliphantin johdolla .

Historia

Ajatus synkrotronista - syklinen kiihdytin, jossa hiukkaset kiihdytetään pienellä sähkökentällä ja liikkuvat muuttumattomana suljettua kiertorataa pitkin magneettikentässä, joka kasvaa kiihtyvyyden aikana - Oliphant muotoiltiin vuonna 1943 [1] . Vuonna 1945 V.I. Wexler ja Macmillan muotoilivat automaattisen vaiheistuksen periaatteen , joka teoriassa oikeutti hiukkasten stabiilisuuden kiihtyvyydessä, ja sitten ajatus synkrotroneista sai nopeasti suosion. Oliphant valmisteli kiihdytin fyysisen suunnittelun vuoteen 1947 mennessä, mutta valitettavasti sodanjälkeisessä Isossa-Britanniassa synkrotroniprojekti eteni niukan rahoituksen vuoksi erittäin hitaasti [2] , lisäksi vuonna 1950 projektin pääinspiroija Oliphant , lähti Australiaan. Tämän seurauksena 3 GeV : n Cosmotron -kiihdyttimestä Brookhaven National Laboratoryssa Yhdysvalloissa tuli vuonna 1952 maailman ensimmäinen protonisynkrotroni . Ensimmäinen säde Birmingham Synchrotronista saatiin kesäkuussa 1953 [1] .

Kuvaus

Synkrotroni oli heikko fokusointirengas , jonka halkaisija oli 9 m (30 jalkaa), jossa oli suorakaiteen muotoinen keraaminen tyhjökammio 40 × 10 cm² [3] . Ruiskutus suoritettiin Cockcroft-Walton-kiihdyttimestä 430 keV:n energialla. Kiihdytyssykli kesti 1 s, jonka aikana magneettikenttä nousi 217,5 G:sta 12,5 kg:aan. Toistotaajuus oli 6 kertaa minuutissa. Protonisäteen intensiteetti ei ylittänyt 3× 109 hiukkasta. Magneettijärjestelmän kokonaispaino oli 800 tonnia [4] .

Yksi monimutkaisimmista kiihdytysjärjestelmistä oli kiihdyttävä RF-järjestelmä, jonka taajuutta piti virittää erittäin laajalle alueelle (330 kHz - 9,3 MHz [5] [6] [4] ) säteen kiihdytyksen aikana.

Säteilyn energia ei riittänyt outojen hiukkasten tuottamiseen, ja säteen alhainen intensiteetti ei mahdollistanut alkeishiukkasfysiikassa hyödyllisten toissijaisten pioninsäteiden luomista . Birminghamin synkrotronilla tehdyt muutamat fyysiset kokeet ovat liittyneet protoni-protoni-sirontaan, mutta sillä ei ole tehty merkittäviä kokeita. Vuonna 1967 synkrotroni lopulta pysäytettiin.

Katso myös

• Synkrotroni
• Synkrofasotron
• Cosmotron
• Bevatron
• Synkrofasotroni JINR

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Fifty Years of Synchrotrons Arkistoitu 4. maaliskuuta 2016 paikassa Wayback Machine , EJN Wilson, proc. EPAC'1996.
2. ↑ Muistokirja MURA-vuosista Arkistoitu 24. maaliskuuta 2011 Wayback Machinessa , FT Cole, proc. Cyclotrons'2001, s. 5.
3. ↑ Birminghamin protonisynkrotronin tyhjiöjärjestelmä, L. Riddiford, J. Sci. Instrum 28, 1951, s. 47.
4. ↑ 1 2 Early Synchrotrons in Britain Arkistoitu 3. maaliskuuta 2022, Wayback Machine , J,D, Lawson, s.13.
5. ↑ Varautuneiden hiukkasten kiihtyvyys erittäin suuriin energioihin , ML Oliphant et ai., Proc. Phys. soc. 59, 1947, s. 666.
6. ↑ Birminghamin protonisynkrotronin radiotaajuusjärjestelmä , L.U. Hibbard, J. Sci. Instrum 31, 1954, s. 363.

Kirjallisuus

• Varautuneiden hiukkasten kiihtyvyys erittäin suuriin energioihin , ML Oliphant et ai., Proc. Phys. soc. 59, 1947, s. 666.
• Proton Synchrotron of the University of Birmingham , Nature 172, (17. lokakuuta 1953), s. 704-706.
• Protonipyrkrotronin kokeelliset ominaisuudet , PBMoon et ai., proc. Lontoon Royal Society. A-sarja, Matemaattiset ja fysiikan tieteet, 1955.