Кафедра 35   Медицинская физика

 

УСТАНОВКИ И ДЕТЕКТОРЫ В ФИЗИКЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ (для группы Т8-40, Т8-35)

 

 

1 неделя

Элементарные  частицы и их взаимодействие.  Задачи физики элементарных частиц. Объекты исследований и постановка физической задачи. Постановка физического эксперимента. Методы планирования, подготовки и проведения физических экспериментов. Источники элементарных частиц. Принципы ускорения заряженных частиц. Генераторы и детекторы частиц.

2 неделя

Естественные источники излучения. Радиоактивные ряды. Период полураспада. Равновесность рядов. Состав и энергия излучения. Загрязнение материалов естественными радиоактивными элементами. Космическое излучение. Постановка низкофоновых экспериментов. Методы режекции фоновых событий.

3 неделя

Классификация ускорителей. Ускорители прямого действия. Ускорительная трубка. Генерация электронов, протонов и многозарядиых ионов. Рентгеновское излучение. Характеристики  рентгеновского излучения от напряжения и материала анода. Характеристическое излучение. Регистрация рентгеновского излучения. Рентгеновское изображение. Новые возможности визуализации   рентгеновского изображения.

4 неделя

Тандем-генератор. Генераторы высоковольтного напряжения. Электростатический генератор Ван-де-Граафа. Устройство и принцип работы. Основные характеристики. Каскадные генераторы напряжения. Импульсный каскадный генератор Аркадьева-Маркса (Уолтона-Кокрофта). Высоковольтные мощные коммутаторы тока: разрядники, тиратрон, мощные радиолампы. Формирование электрического сигнала. Импульсный трансформатор.

5 неделя

Линейные ускорители. Линейный резонансный ускоритель с трубками дрейфа. Ускоритель с бегущей волной. Ускоритель Альвареца. Линейный индукционный ускоритель. Параметры ускорителей.

 

6 неделя

Циклические ускорители. Движение заряженных частиц в магнитном поле. Циклотрон. Фазотрон. Устройство и принцип работы. Азимутальная фокусировка частиц. Основные характеристики.

7 неделя

Бетатрон. Устройство и принцип работы. Бетатронное условие. Бетатронные колебания. Наведение бетатронного пучка на мишень. Синхротрон.  Синхротронное  излучение  и  его  характеристики. Особенности ускорения электронов.

8 неделя

Проблема фокусировки частиц в ускорителях. Мягкая фокусировка. Жесткая фокусировка. Проблема продольной устойчивости пучка. Принцип автофазировки. Критическая энергия. Понятие о резонансах. Схема  устройства  протонных синхротронов  (синхрофазотронов). Назначение инжектора частиц.

9 неделя

Протонный ускоритель У-70 ИФВЭ (Протвино). Структура ускорительного комплекса. Элементная база ускорителя. Инжекторы частиц. Бустер. Принцип работы ускорителя и его характеристики.

10 неделя

Мишени. Характеристики мишеней. Внутренняя и наружная мишень. Наведение ускоренного пучка на мишень. Бампы наведения. Монитор обратной связи. Мониторирование сброса пучка протонов на мишень. Режимы сброса пучка на мишень. Фоновые условия. Техника безопасности.

11 неделя

Вывод ускоренного пучка протонов на внешнюю мишень. Формирование вторичных пучков на ускорителях. Состав и интенсивность вторичных пучков.

12 неделя

Каналы вторичных частиц. Коллиматоры, вакуумопроводы, поворотные магниты и фокусирующие линзы. Устройство и принцип работы. Измерение импульса частицы. Точность измерения. Принцип построения сепарированных пучков частиц.

 

 

 

13 неделя

Мюонный канал. Источники мюонов. Спектр мюонов от p,К®m распада. Поиск мюонов от распада короткоживущих частиц. Beam-dump эксперименты. «Мюонная» линза и «мюонный» магнит. Измерение энергии, знака заряда мюона. Угол многократного рассеяния и угол поворота в магнитном поле.

14 неделя

Продольная поляризация мюонов. p®m®e распад. Получение поляризованных пучков мюонов. Деполяризация мюонов. Измерение поляризации мюонов.

15 неделя

Структура экспериментальных установок. Что необходимо измерять, определять и контролировать. Обзор детекторов частиц. Законы взаимодействия излучения с веществом – основа для создания новых детекторов частиц. Что можно регистрировать – свет, электрические заряды, тепло, радиоволны, изменение агрегатного состояния, химические реакции и др. Классификация детекторов.

 

                       ЛИТЕРАТУРА

1.       621.38     А.Н. Лебедев, А.В. Шальнов. Основы физики и техники ус-
 Л-33       корителей. Т. 1. Ускорители заряженных частиц. М. Энерго
                атомиздат, 1981.

2.       *621.38   Л.Л. Гльдин Физика ускорителей. М. Наука, 1983.
  Г-63

3.        539.1     Ю.П. Добрецов. Пучки вторичных частиц на ускорите
  Д-55     лях высоких энергий. Конспект лекций. Учебное пособие. М.
               МИФИ, 1993.

4.       ^*539.1      Клайнкнехт К. Детекторы корпускулярных излучений. Пер с
 К-47      нем. М. Мир, 1990.

 

* Книга находится в читальном зале