НАКОПИ́ТЕЛИ ЗАРЯ́ЖЕННЫХ ЧАСТИ́Ц

НАКОПИ́ТЕЛИ ЗАРЯ́ЖЕННЫХ ЧАСТИ́Ц (на­ко­пи­тель­ные коль­ца), ус­та­нов­ки, пред­на­зна­чен­ные для на­ко­п­ле­ния за­ря­жен­ных час­тиц на ста­цио­нар­ных ор­би­тах. Час­ти­цы мо­гут на­хо­дить­ся на та­ких ор­би­тах дли­тель­ное вре­мя (до не­сколь­ких су­ток). Идея на­ко­п­ле­ния за­ря­жен­ных час­тиц для по­вы­ше­ния ин­тен­сив­но­сти пуч­ков за счёт мно­го­крат­ных ин­жек­ций бы­ла вы­ска­за­на амер. фи­зи­ком Дж. О’Ни­лом. Пер­вый Н. з. ч. для ус­та­нов­ки со встреч­ны­ми элек­трон­ны­ми пуч­ка­ми ВЭП-1 соз­дан под рук. Г. И. Буд­ке­ра в 1964.

Н. з. ч. име­ет та­кое же уст­рой­ст­во, что и син­хро­трон, но в Н. з. ч. энер­гия час­тиц, дви­жу­щих­ся по ор­би­там по­сто­ян­но­го ра­диу­са, ос­та­ёт­ся не­из­мен­ной. Су­ще­ст­ву­ет два ти­па Н. з. ч.: на­ко­пи­те­ли с маг­нит­ной струк­ту­рой и элек­тро­ста­ти­че­ские. В Н. з. ч. пер­во­го ти­па цир­ку­ля­ция за­ря­жен­ных час­тиц про­ис­хо­дит в по­сто­ян­ном маг­нит­ном по­ле и тра­ек­то­рия час­тиц оп­ре­де­ля­ет­ся их энер­ги­ей, за­ря­дом и мас­сой. В Н. з. ч. вто­ро­го ти­па по­вто­ряю­щее­ся кру­го­вое дви­же­ние час­тиц осу­ще­ст­в­ля­ет­ся за счёт их по­во­ро­та в по­пе­реч­ном элек­тро­ста­тич. по­ле и за­ви­сит толь­ко от энер­гии и за­ря­да час­тиц. Вы­де­ля­ют на­ко­пи­те­ли лёг­ких час­тиц (элек­тро­нов и по­зи­тро­нов) и на­ко­пи­те­ли тя­жё­лых час­тиц (про­то­нов, ан­ти­про­то­нов, ядер, ио­нов и др.).

Осо­бен­но­стью на­ко­пи­те­лей элек­тро­нов яв­ля­ет­ся ма­лый фа­зо­вый объ­ём пуч­ков час­тиц (т. е. ма­лый объ­ём сгу­ст­ка час­тиц и ма­лый раз­брос час­тиц по ско­ро­стям), дос­ти­гае­мый при их ох­ла­ж­де­нии за счёт ра­ди­ац. тре­ния. Та­кие Н. з. ч. ши­ро­ко при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков син­хро­трон­но­го из­лу­че­ния, а так­же ис­поль­зу­ют для фор­ми­ро­ва­ния элек­трон-по­зи­трон­ных встреч­ных пуч­ков и по­ля­ри­зов. пуч­ков элек­тро­нов и по­зи­тро­нов.

На­ко­пи­те­ли тя­жё­лых час­тиц вхо­дят в со­став ад­рон­ных и ион­ных кол­лай­де­ров. На­ко­п­ле­ние ио­нов в Н. з. ч. при­во­дит к рос­ту фа­зо­во­го объ­ё­ма пуч­ка. Сни­же­ние фа­зо­во­го объ­ё­ма про­во­дят пу­тём ох­ла­ж­де­ния пуч­ков час­тиц, для че­го в ион­ных на­ко­пи­те­лях ус­та­нав­ли­ва­ют спец. сис­те­мы сто­хас­ти­че­ско­го или элек­трон­но­го ох­ла­ж­де­ния. Ион­ные на­ко­пи­те­ли при­ме­ня­ют в разл. об­лас­тях ядер­ной фи­зи­ки (напр., для фор­ми­ро­ва­ния сгу­ст­ков час­тиц оп­ре­де­лён­ной про­тя­жён­но­сти, в ка­че­ст­ве масс-спек­тро­мет­ров час­тиц с от­но­сит. мас­со­вым раз­ре­ше­нием до 10^–6), в ядер­ной ас­т­ро­фи­зи­ке (для на­ко­п­ле­ния пуч­ков ра­дио­ак­тив­ных ио­нов с це­лью мо­де­ли­ро­ва­ния ас­т­ро­фи­зич. про­цес­сов) и др. Элек­тро­ста­тич. Н. з. ч. ис­поль­зу­ют в ядер­ной фи­зи­ке, био­ло­гии и ра­ди­ац. ме­ди­ци­не пре­иму­ще­ст­вен­но для на­ко­п­ле­ния низ­ко­энер­ге­тич­ных ио­нов боль­шой мас­сы, напр. ио­нов мо­ле­кул ДНК.