Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
В линейных ускорите лях об устойчивости фазового движения приходится специально заботиться, т. к. од-новрем. стабильность поперечного (бетатронного) и продольного (синхротронного) движения частиц возникает ие при всех ускорит, структурах.
В кольцевых ускорителях характер фазового движения существенно зависит от величины
ap=tly2—a, (1)
где у = Si тсг — лоренц-фактор частнцы (S — полная энергия частицы, включающая энергию покоя тс2), a a = d(lnWd{lnp) — коэф. расширения орбнт (П — периметр орбиты). В ускорителях с а > 1 устойчивость С. к. имеет место при любых энергиях. К числу таких ускорителей относятся все ускорители со слабой фокусировкой (см. Фокусировка частиц в ускорителе). В ускорителях с сильной фокусировкой коэф. расширения орбит чаще всего оказывается равным небольшой положит, величине (при обычных структурах маги, системы а « MQz, где Q — число бетатронных колебаний иа оборот). При увеличении энергии ар обращается в нуль, а затем меняет знак. Энергия частнц, прн к-рой Gtp обращается в нуль, в отечеств, литературе иаз.
Рис. 1. Синхротронное движение до критической анергии ДЛЯ Ф, = 30®. Отклонения по импульсу Ap иаображены в произвольном масштабе (С — сепаратриса).
СИНХРОТРОННЫЕ
СИНХРОФАЗОТРОН
критической, в английской — переходной энергией (transition energy).
Характер С. к. до и после крнтич. энергии поясняют рис. і н 2. На графиках чётко выделяются замкнутые фазовые траектории в области устойчивого движения.
Рнс. 2. Синхротронное движение после критической энергии, ф, = 150е.
Синхронная фаза и синхронные значения энергии, импульса и скорости vs определяются темпом ускорения частиц и амплитудой ускоряющего напряжения. Частицы сохраняют своё радиальное положение в кольцевых ускорителях, если выполняется соотношение
pc=eBR, (2)
где В — магн. индукция поля, R — радиус кривизны траеиторин, е — заряд частицы. Темп возрастания B(t) при постоянном R задаёт необходимую скорость увеличения импульса, а еледовательно, и энергии. G др. стороны, прирост энергии за оборот равен е Fsintp, где V — суммарное напряжение ускоряющих станций, Т. о. прн заданном V определяется значение sin ф, н, следовательно, два стационарных значения фазы: Ф, и л — ф,. Одно из них всегда оказывается устойчивым, другое — неустойчивым. В крнтич. то^ке устойчивое и неустойчивое значения фазы меняются местами.
С. к. нелинейны. Их принято характеризовать энергетич. (или импульсной) шириной сепаратрисы и частотой малых С. к. шс:
“с—“oVV^etp cos Ф*/2пра^а, (3)
(O0 — частота обращения частиц, д — кратность частоты ускорения — целое число, равное отношению ускоряющей частоты к частоте обращения.
При критич. анергии частота С. и. обращается в нуль и движение частиц испытывает ряд особенностей: они собираются в узкие сгустки и приобретают большой разброс по энергии. В этой точке фаза ускоряющего напряжения должна быть изменена с ф4 на л — ф(. Вдалн от критич. точки амплитуда колебаний частиц по фазе уменьшается каи ? 1^*.
Лит. см. прн ст. Синхротрон электронный.
JI. JI. Голъдин, Д. В. Пестриков.
СИНХРОФАЗОТРОН — выходящее из употребления название протонного синхротрона со слабой фокуси-ровкой (см. Синхротрон протонный),
534 СИНХРОЦИКЛОТРОН — то же, что фазотрон.
СИРЕНА — механнч. устройства для создания мощных акустич. колебании, действие к-рых основано на пери* одич. прерывании высокоскоростных струи, вытекающих через отверстия. По типу рабочего тела, использу+ емого в С., выделяют С. газовые (воздушные) и жидкостч иые, по принципу работы — роторные (вращающиеся) в пульсирующие, по характеру создаваемого имн акустич. сигнала — тональные н широкополосные. В роторных С. струя прерывается в результате вращения ротора (с помощью электромотора или газовой турбины) относительно статора, при к-ром отверстия ротора то совмещаются с отверстиями статора, то перекрываются. В пульсирующих С. колеблющаяся заслонка с отверстие ями приводится в возвратно-поступат. движение эл.-механич. преобразователем, питаемым от звукового генератора.
Для получения тонального акустич. сигнала отверстия в роторе и статоре должны иметь одинаковые размеры и располагаться на равных расстояниях друг от друга. В широкополосных С. отверстия выполняются разных форм и размеров и располагаются по ротору и статору неравномерно; иногда применяют неск. роторов, расположенных друг за другом н вращающихся с разными скоростями. Тональные воздушные С. используются в осн. как аиустич. излучатели для сигнализации, жидкостные — для интенсификации раал. технол. процессов путём ускорения тепломассообмена за счёт знакопеременных пульсаций среды и возникновения в ней ка«итас{ии. Широкополосные С. служат гл. обр. для шумовых испытаний оборудования иа долговечность. Осн. частота тональной С. определяется числом прерываний струн в 1 с и, следовательно, про* порциональна числу отверстий в роторе илн статоре и числу оборотов ротора за 1 с. Частотный диапазон применяемых на практике С. составляет от 200—300 Гц до 100 кГц.
Ротор и статор жидкостных С. обычно выполняют в виде полых цилиндров или конусов, газовых — в виде дисков (осевые С.) нлн цилиндров (радиальные С.). Кпд С. зависит от формы используемых отверстий, а таиже от зазора между ротором н статором; у лучшцх образцов ои достигает 50—60% при излучаемой мощности в неск. и Вт. ю. Я. Бори се».
