Источник: Физика и научно-технический прогресс - 2007 / Матеріали конференції молодих учених та студентів. — Донецьк, ДонНТУ — 2007, с. 33.

 
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ МИКРОТРОНА.

 

Молодых А.Г.

Руководитель – Шевченко Л.В.

 

Микротрон – циклический резонансный ускоритель электронов принцип действия которого предложен в 1944 г. В. Векслером.  В микротроне частицы вводятся в ускорительную камеру не в центральной части магнитного поля, как в циклотроне, а на его краю. В месте ввода частиц помещается полый ускоряющий резонатор. При каждом обороте электроны получают энергию и попадают в резонатор точно в момент ускорения на каждом витке. Электроны движутся по окружности увеличивающегося радиуса, причём все окружности касаются внутри резонатора с постоянным во времени управляющим магнитным полем и постоянной частотой ускоряющего электрического поля, в котором условие резонанса сохраняется благодаря кратности частоты (отношение частоты ускоряющего поля к частоте обращения частоты) от оборота к обороту. Так например, если начальная энергия электрона и прирост его энергии при прохождении ускоряющего зазора подобраны так, что первый оборот проходит за первый период ускоряющего поля (q=1), второй – за два (q=2), третий – за три (q=3) и т.д. то частицы будут попадать в одну и ту же фазу ускоряющего поля.

Микротрон нового поколения позволяет получить токи до 100 мА при энергии электронов ≈ 300 МэВ. На данных ускорителях проводятся фундаментальные исследования в области ядерной физики, изучение различных методов генерации электромагнитного излучения, медицинские исследования и, в частности, наработка радиоактивных изотопов. Кроме того, на основе этого ускорителя могут быть созданы как стационарные, так и перемещаемые досмотровые комплексы, позволяющие определить, например, концентрацию изотопов ¹³С, ¹⁴N и ¹⁶O, входящих в состав наркотических и взрывчатых веществ.

Разработанная программа является стандартным приложением под операционную систему Microsoft Windows, написанная на языке Borland Delphi 7, и может быть использована для наглядного представления принципа работы микротрона.

Программа состоит из двух основных частей: процедура расчёта параметров и их вывод, и процедура отвечающая за отображение движения электрона.

Программа позволяет изменять физические параметры: индукцию магнитного поля, частоту изменения ускоряющего электрического поля и вычислять энергию ускоряемых электронов.