Паскаральнік зараджаных часціц

[thumb|280px|Від на паскаральны цэнтр Fermilab, [ЗША. Тэватрон (кальцо на заднім плане) і кальцо-інжэктар]]
**Паскара́льнікі зара́джаных часці́ц** — устаноўкі для атрымання зараджаных часціц (электронаў, пратонаў, атамных ядраў, іонаў і інш.) высокіх энергій (больш за 1 МэВ) за кошт іх паскарэння ў электрычным полі.

У аснову работы паскаральніка закладзена ўзаемадзеянне зараджаных часціц з электрычным і магнітным палямі. Электрычнае поле здольна напрамую здзяйсняць работу над часціцай, гэта значыць павялічваць яе энергію. Магнітнае ж поле, ствараючы сілу Лорэнца, толькі адхіляе часціцу, не змяняючы яе энергіі, і задае арбіту, па якой рухаюцца часціцы.

Выкарыстоўваюцца для навуковых мэт (нараджэння новых часціц, атрымання штучных нуклідаў, вывучэння ядзерных рэакцый, для доследаў у радыебіялогіі, хіміі, фізіцы цвёрдага цела і інш.), а таксама ў металургіі (для дэфектаскапіі), дрэваапрацоўчай прамысловасці (для хуткай высакаякаснай апрацоўкі вырабаў), харчовай прамысловасці (для стэрылізацыі прадуктаў), медыцыне (для прамянёвай тэрапіі,  і інш.).

## Гісторыя 
Штуршком да развіцця паскаральнікаў зараджаных часціц паслужылі даследаванні будовы атамнага ядра, якія патрабавалі патокаў зараджаных часціц высокай энергіі. Ужывальныя спачатку натуральныя крыніцы зараджаных часціц — радыеактыўныя элементы — былі абмежаваныя як па інтэнсіўнасці, так і па энергіі выпусканых часціц. З моманту ажыццяўлення першага штучнага ператварэння ядраў (1919г, Э. Рэзерфорд) з дапамогай патоку aльфа-часціц ад радыеактыўнага крыніцы пачаліся пошукі спосабаў атрымання пучкоў паскораных часціц.

У 1919—1932 гадах развіццё паскаральнікаў зараджаных часціц грунтавалася на атрыманні высокіх напружанняў і іх выкарыстанні для паскарэння зараджаных часціц.

У 1931 годзе быў створаны электрастатычны генератар (гл. генератар Ван-дэ-Граафа), у 1932 — каскадны генератар, што дазволіла атрымліваць патокі паскораных часціц з энергіяй да 10 МэВ.

У 1931—1944 гадах былі распрацаваны рэзанансныя метады паскарэння часціц, пры якіх паскораныя часціцы шматразова праходзілі паскаральны прамежак і набіралі энергію пры адносна невялікім паскаральным напружанні (гл. цыклатрон).

У 1940 годзе пабудаваны цыклічны індукцыйны паскаральнік электронаў — бэтатрон.

На пачатку 1950-х гадоў быў прапанаваны прынцып знаказменнай факусоўкі часціц (амерыканскія навукоўцы Н. Крыстофілос , 1950 г.; Э. Курант, М. Лівінгстан, Х. Снайдэр, 1952), істотна павысіць тэхнічны мяжа дасягальных энергій ў цыклічных і лінейных паскаральніках зараджаных часціц. У 1956 годзе Векслер апублікаваў працу, у якой была вылучана ідэя кагерэнтнага, або калектыўнага, метаду паскарэння часціц.

## Сучасныя паскаральнікі 
Сучасныя паскаральнікі, часам, з’яўляюцца велізарнымі дарагімі комплексамі, якія не можа дазволіць сабе нават буйная дзяржава.

Існуюць лінейны паскаральнік даўжынёй больш за 3 км, дзе электроны і пазітроны маюць энергію да 45 ГэВ (г. Станфард, ЗША);
цыклічны паскаральнік з даўжынёй арбіты каля 27 км з энергіяй да 103 ГэВ (г. Жэнева, Швейцарыя);
тэватрон паскарае пратоны і антыпратоны да энергіі 940 ГэВ (г. Батавія, ЗША).

Развіццё паскаральнікаў звязана з павелічэннем энергій паскораных часціц, нарошчваннем іх інтэнсіўнасці (сілы току ў пучку) і працягласці імпульсу паскоранага пучка. Распрацоўваюцца новыя і ўдасканальваюцца метады паскарэння, дзе выкарыстоўваюцца звышправодныя матэрыялы ў магнітах і паскаральных сістэмах, аўтаматычнае кіраванне, паскаральнікі з накапляльнымі кольцамі (гл. паскаральнік з сустрэчнымі пучкамі) і інш.

## Класіфікацыя 
Канструктыўна паскаральнікі можна прынцыпова падзяліць на дзве вялікія групы. Гэта *лінейныя паскаральнікі*, дзе пучок часціц аднакратна праходзіць паскаральныя прамежкі, і *цыклічныя паскаральнікі*, у якіх пучкі рухаюцца па замкнутых крывых (напрыклад, акружнасцях), праходзячы паскаральныя прамежкі па некалькі разоў.

Можна таксама класіфікаваць паскаральнікі па прызначэнні: калайдары, крыніцы нейтронаў, бустары, крыніцы сінхратроннага выпраменьвання, устаноўкі для тэрапіі раку, прамысловыя паскаральнікі.

Па механізме, які забяспечвае ўстойлівасць руху часціц у перпендыкулярных да арбіты кірунках (факусоўку), адрозніваюць паскаральнікі з аднастайнай факусоўкай, у які факусуюць сіла сталая ўздоўж траекторыі (прынамсі, па знаку), і паскаральнікі са знаказменнай факусоўкай, у які факусуюць сіла змяняе знак уздоўж траекторыі, т. ч. чаргуюцца ўчасткі факусоўкі і дэфакусоўкі. Ва ўжыванні да некаторых тыпах цыклічных паскаральнікаў (сынхроны і сінхрафазатрон) замест тэрмінаў «аднастайная» і «знаказменныя» факусоўка карыстаюцца тэрмінамі «слабая» і «моцная» («жорсткая») факусоўка.

## Гл. таксама 
* Фазатрон
* Сінхрафазатрон

## Літаратура 
* 
* *Комар Е. Г.* Основы ускорительной техники. — М., 1975.
* *Лебедев А. Н., Шальнов А. В.* Основы физики и техники ускорителей. 2 изд. — М., 1991.
* *Ананьев Л. М., Воробьёв А. А., Горбунов В. И.* Индукционный ускоритель электронов — бетатрон. — Госатомиздат, 1961.
* *Коломенский Д. Д., Лебедев А. Н.* Теория циклических ускорителей. — М.: Физматгиз, 1962.
* *A. Chao, M. Tigner*, Handbook of Accelerator Physics and Engineering, 1999.

## Спасылкі 
* Ускорители заряженных частиц // Физическая энциклопедия.

Катэгорыя:Электрадынаміка

Катэгорыя:Фізіка паскаральнікаў
Катэгорыя:Вакуумныя электронныя прыборы