Циклотрон, остановленный войной

Полезность

Циклотрон — это ускоритель частиц минимального размера: порядка 6  м 3 . Он позволяет производить радиоактивные изотопы , в частности кислород 15 ( 15 O), углерод 11 ( 11 C), азот 13 ( 13 N) и фтор 18 ( 18 F), которые используются, в частности, в медицине. Изотопы получают путем облучения мишени протонами, ускоренными циклотроном.

Фтор 18 (изотоп с коротким периодом полураспада: 109 минут) позволяет производить фтордезоксиглюкозу (ФДГ), радиоактивный сахар, который не может быть использован клеткой, который будет накапливаться преимущественно в раковых областях, которые потребляют много глюкозы. Позитронно — эмиссионной томографии (ПЭТ) позволит обнаружить некоторые виды рака в особо тонкой пути , а затем обработать их на очень ранних стадиях.

Блокадные будни Курчатова

Часть института во главе с Иоффе эвакуировалась в Казань. Будущий научный руководитель советского атомного проекта Игорь Курчатов остался в блокадном городе, как и многие другие физтеховцы, и сосредоточил свои усилия на текущих задачах обороны. В институте была создана технология размагничивания кораблей, что делало их невидимыми для вражеских мин; созданные в Физтехе радары сделали неэффективными авианалеты на город. «Радары стояли в районе Токсово, они улавливали за 150 километров подлет вражеских самолетов. И немцы сильно удивлялись, почему их встречают наши самолеты, летящие навстречу, рассказывает Рената Федоровна, сама ребенком пережившая блокаду. — Фашисты поняли: бомбежками нас не сломать. Благодаря радарам город был разрушен только со стороны Пулковских высот, откуда била артиллерия».

 Работа на физтеховском циклотроне ведется и сейчас. В 2015 году, после очередной модернизации, циклотрону был присвоен статус «Уникальная научная установка». Его загрузка достигает 1400 часов в год

Здание института и циклотрон в блокаду не пострадали. Установка была законсервирована. Ее охраняла специальная военная часть.

Но несмотря на всю тяжесть начального этапа войны, об атомном проекте не забыли. Двадцать восьмого сентября вышло постановление Государственного комитета обороны об организации работ по урану. А как только 19 января 1943 года блокада Ленинграда была прорвана, Игоря Курчатова немедленно вывезли в Москву, где он создал и возглавил Лабораторию номер 2 — именно там были осуществлены важнейшие разработки по созданию советской атомной бомбы.

Одновременно в 1943 году 11 сотрудников Физтеха были переведены из Казани в Москву под руководство Курчатова. В столицу были также переправлены детали ленинградского циклотрона, для чего по льду Ладоги была проложена железная дорога.

Физик-экспериментатор Леонид Неменов и инженер-электрик Петр Глазунов были премированы одной тысячей рублей за перевозку из блокадного Ленинграда в Москву основных узлов физтеховского циклотрона, так как это значительно ускорило работы в Москве: в условиях войны не было возможности заново изготовить детали циклотрона для развертывания экспериментов в столице.

«Циклотрон ФТИ им. А.Ф. Иоффе» запущен в 1946 г. и после неоднократных серьезных модернизаций в 2015 г. получил статус Уникальной Научной Установки (УНУ)

ioffe.ru

«Почти» растянулось на пятилетку

Вот как увидел корреспондент «Правды» грандиозный научный объект: «На территории Физико-технического института Академии наук СССР недавно построено здание, похожее на планетарий. Продолговатый корпус здания увенчан куполом. Это — первая в Советском Союзе мощная циклотронная лаборатория для расщепления атомного ядра».

Здесь с коллегой можно поспорить. В расположенном по соседству Радиевом институте им. В. Г. Хлопина циклотрон был пущен в 1937 году. Он стал первым подобным сооружением в Европе, но масштаб был действительно скромнее. А самый первый циклотрон был создан в 1930 году американскими физиками Эрнестом Лоуренсом, обладателем Нобелевской премии по физике 1939 года как раз за создание циклотрона, и участником проекта по созданию атомной бомбы и его коллегой Милтоном Ливингстоном. Созданный ими первый ускоритель был миниатюрным, диаметром всего десять сантиметров и энергией 80 кэВ. Затем размеры и мощности циклотронов росли.

 Магнит так не был установлен, и циклотрон не был запущен ни в июне, ни в июле. Это произошло только в ноябре 1946 года. Война приостановила фундаментальные исследования, для которых создавался циклотрон, и переориентировала научные умы на решение задач обороны

Возвращаясь к публикации «Правды», мы видим, что заведующий лабораторией Леонид Неменов рассказал репортеру о назначении циклотрона. «Изучение строения атомного ядра представляет собой одну из наиболее интересных задач современной физики. При исследовании атомного ядра в течение последних лет был сделан ряд крупных открытий, которые пролили свет на строение матери… изучение атомного ядра требует применения частиц с очень большой скоростью, достигающей нескольких десятков тысяч километров в секунду. Наиболее эффективным прибором, позволяющим получать частицы с очень большой скоростью, является циклотрон. Кроме чисто научного значения, излучения циклотрона могут быть использованы в области физиологии и медицины».

Далее репортер «Правды» описывает происходящее на научной стройплощадке: «Сейчас в новом здании устанавливаются электрические агрегаты, монтируется оборудование. В машинном зале уже стоит генератор мощностью 120 киловатт. Через люк в потолке на бетонный фундамент спускаются детали второго генератора. В соседнем помещении смонтирован огромный распределительный щит, внушительное впечатление производит круглый зал, построенный целиком из железа и стекла. Он покоится на восьми массивных колоннах. В ближайшее время здесь будет установлен 75-тонный электромагнит высотой около 4 метров, диаметр его полюсов 1200 миллиметров. Под куполом зала две мощные подкрановые балки. Скоро на них лягут рельсы и придут в движение крановые тележки грузоподъемностью в 25 тонн. В глубокой нише смонтирован коротковолновый высокочастотный генератор».

Магнит так и не был установлен, и циклотрон не был запущен ни в июне, ни в июле. Это произошло только в ноябре 1946 года. Война приостановила фундаментальные исследования, для которых создавался циклотрон, и переориентировала научные умы на решение задач обороны.

Игорь Васильевич Курчатов в Ленинграде

mipt-museum.ru

Примечания и ссылки

  1. (in)
  2. (in) Л. Мейдерос Ромао, г-н Абс, Британская Колумбия. Амелия, W. Beeckman, JL. Delvaux, Y. Jongen, W. Kleeven, Y. Paradis, D. Vandeplassche, S. Zaremba, «  Разработка циклотрона IBA C70  » , Циклотроны и их приложения. 8-я международная конференция. ЦЕРН ,2007 г., стр.  54-56
  3. ↑ и
  4. ↑ и
  5. (in) Л. Х. Томас, »  Пути ионов. I. Орбиты в магнитном поле  ” , Физ. Ред. Полет. 54 ,Октябрь 1938 г., стр.  580-588
  6. (in) Л. Мейдерос-Ромао, г-н Абс, Британская Колумбия, Амелия В. Бикам, JL. Delvaux, Y. Jongen, W. Kleenen, Y. Paradis, D. Vandenplassche, S. Zaremba, «  Разработка циклотрона IBA C70  » , Циклотроны и их приложения, 18-я Международная конференция 2007 г. ,2007 г., стр.  54-56
  7. (in) В. Бекман, Дж. К. Амелия, Дж. Л. Дельво, В. Клевен, Л. Медейрос-Ромао, Д. Вандеплаше С. Заремба, IBA, Лувен-ла-Нев, Бельгия, и Ф. Форест, Сигмафи Ванн, Франция, «  Механическая обработка и сборка циклотронного магнита IBA C70  » , Циклотроны и их применение 2007, 18-я Международная конференция ,2007 г., стр.  81-83
  8. (in) Педро Валошек, Todesstrahlen als Lebensretter: Tatsachenberichte Dritten aus dem Reich , Книги по запросу , Norderstedt, 2004 ( ISBN  978-3-8334-0979-0 ) , стр.  187 .
  9. (in) Пер Ф. Даль и Роберт В. Зайдель, Лоуренс и его лаборатория: история лаборатории Лоуренса Беркли , т. I, Калифорнийский университет Press, 1989 ( ISBN  978-0-520-06426-3 ) , стр.  81-82 .
  10. (in) Педро Валошек, Rolf Widerøe über sich selbst: Leben und Werk eines Pioneers of Beschleunigerbaues und der Strahlentherapie , Vieweg + Teubner, 1994 ( ISBN  978-3-528-06586-7 ), стр.  69 .
  11. (in) Пер Ф. Даль От трансмутации ядер к делению ядер, 1932-1939 , CRC Press , 2002 ( ISBN  978-0-7503-0865-6 ) , стр.  63 .
  12. (in) Иштван Харгиттай, Марсиане науки: пять физиков, изменивших двадцатый век , Oxford University Press, 2008 ( ISBN  978-0-19-536556-6 ) , стр.  47 .
  13. (in) Катлер Дж. Кливленд, Кристофер Г. Моррис, Справочник по энергии: временные рамки, первые десять списков и облака слов , Elsevier Science, 1- е изд., 2014 г. ( ISBN  978-0-12-417013-1 ) , стр. .  371 .
  14. Жан Тибо, «  Производство высокоскоростных положительных ионов с помощью многократных ускорений  », CR Acad. Sci. Париж, том 188 ,1933 г., стр.  1394-1396
  15. Жан Тибо, Производство положительных ионов с высокой скоростью за счет многократных ускорений. В Трудах Международного Электроэнергетического Конгресса, Париж, 1932 г., Vol. 2 , Париж, Готье-Виллар,1933 г., 984  с. , стр.  962-967
  16. (in) Мистер Алонсо и Э. Финн , Physics , Addison-Wesley ,1992 г., 1138  с. ( ISBN  978-0-201-56518-8 ).
  17. (в) , Калифорнийский университет, Беркли .
  18. (in) В.С. Емельянов, «  Атомная энергия в Советском Союзе  » , Бюллетень ученых-атомщиков , Vol.  27, п о  9,1971 г., стр.  38-41 .
  19. Ив Томас, ARRONAX. Le Cyclotron , Nantes, издание Coiffard,2016 г., 151  с. ( ISBN  978-2-919339-38-9 ) , стр.  62.
  20. .
  21. Чарльз Киттель, Уолтер Д. Найт и Малвин А. Рудерман ( перевод  Пьера Лены), Беркли: Cours de Physique , vol.  1. Механика , Париж, Арман Колин ,1962 г., 481  с. , «История физики», с.  127-131.

Использование [ править ]

В течение нескольких десятилетий циклотроны были лучшим источником пучков высоких энергий для ядерно-физических экспериментов; несколько циклотронов все еще используются для этого типа исследований. Результаты позволяют рассчитывать различные свойства, такие как среднее расстояние между атомами и создание различных продуктов столкновения. Последующий химический анализ и анализ частиц материала мишени может дать представление о ядерной трансмутации элементов, используемых в мишени. необходима цитата

Циклотроны можно использовать в терапии частицами для лечения рака . Ионные пучки циклотронов могут использоваться, как и в протонной терапии , для проникновения в организм и уничтожения опухолей за счет радиационного поражения , сводя к минимуму повреждение здоровых тканей на их пути. Циклотронные лучи могут использоваться для бомбардировки других атомов с целью получения короткоживущих изотопов, излучающих позитроны, подходящих для получения изображений ПЭТ . Совсем недавно некоторые циклотроны, которые в настоящее время установлены в больницах для производства радиоизотопов, были модернизированы, чтобы они могли производить технеций-99m . Технеций-99m — диагностический изотоп, дефицитный из-за трудностей на канадской реке Чок.средство. необходима цитата

Циклотрон: принцип действия

Циклотрон — резонансный циклический ускоритель нерелятивистских тяжёлых заряженных частиц (протонов, ионов), в котором частицы двигаются в постоянном и однородном магнитном поле, а для их ускорения используется высокочастотное электрическое поле неизменной частоты.

В циклотроне тяжёлые ускоряемые частицы инжектируются в камеру вблизи её центра. После этого они движутся внутри полости двух чуть раздвинутых полуцилиндров (дуантов), помещённых в вакуумную камеру между полюсами сильного электромагнита. Однородное магнитное поле этого электромагнита искривляет траекторию частиц. Ускорение движущихся частиц происходит в тот момент, когда они оказываются в зазоре между дуантами. В этом месте на них действует электрическое поле, создаваемое электрическим генератором высокой частоты, которая совпадает с частотой обращения частиц внутри циклотрона (циклотронной частотой). При не слишком больших (нерелятивистских) скоростях эта частота не зависит от энергии частиц, так что в зазор между дуантами частицы попадают всегда через один и тот же момент времени. Получая каждый раз при этом некоторое приращение скорости, они продолжают своё движение дальше по окружности всё большего радиуса, и траектория их движения образует плоскую раскручивающуюся спираль. На последнем витке этой спирали включается дополнительно отклоняющее поле, и пучок ускоренных частиц выводится наружу. Поскольку задающее орбиту пучка магнитное поле неизменно, и ускоряющее высокочастотное электрическое поле в процессе ускорения частиц также не меняет параметров, циклотрон может работать в непрерывном режиме: все витки спирали заполнены частицами пучка ионов. В горизонтальной плоскости частицы автоматически фокусируются в однородном магнитном поле. В вертикальном направлении фокусировка происходит за счёт неоднородности электрического поля в ускоряющем зазоре. Действительно, если частица смещена по вертикали из медианной плоскости, то на входе в ускоряющий зазор она испытает толчок в сторону медианной плоскости вертикальной компонентой краевого электрического поля. На выходе толчок будет обратного знака, но меньшей силы, за счёт конечного смещения частицы. На внешнем радиусе циклотрона, где магнитное поле спадает, происходит дополнительная фокусировка по обеим координатам за счёт линейного градиента поля.

Преимущества и ограничения [ править ]

60-дюймовый циклотрон Лоуренса, около 1939 года, показывает пучок ускоренных ионов (вероятно, протонов или дейтронов ), выходящих из машины и ионизирующих окружающий воздух, вызывающих голубое свечение.

Циклотронное является улучшение по сравнению с линейными ускорителями ( линейный ускоритель с) , которые были доступны , когда он был изобретен, будучи более с точкой зрения затрат и пространственно-эффективной из — за повторное взаимодействие частиц с ускоряющим полем. В 1920-х годах было невозможно генерировать мощные высокочастотные радиоволны, которые используются в современных линейных ускорителях (генерируемые клистронами).). Таким образом, для частиц более высоких энергий требовались непрактично длинные конструкции линейного ускорителя. Компактность циклотрона снижает также другие затраты, такие как фундамент, радиационная защита и ограждающее здание. Циклотроны имеют один электрический драйвер, что позволяет экономить деньги и электроэнергию. Кроме того, циклотроны способны производить непрерывный поток частиц на мишени, поэтому средняя мощность, передаваемая от пучка частиц к мишени, относительно высока. необходима цитата

М. Стэнли Ливингстон и Эрнест О. Лоуренс (справа) перед 69-сантиметровым циклотроном Лоуренса в Радиационной лаборатории Лоуренса. Изогнутый металлический каркас — это сердечник магнита, в больших цилиндрических коробках находятся катушки с проволокой, которые генерируют магнитное поле. Вакуумная камера, содержащая электроды «ди», находится в центре между полюсами магнита.

Спиральная траектория циклотронного пучка только может «синхронизировать» с источниками клистрона-типа (постоянная частота) напряжения , если ускоренные частицы приближенно подчиняется законам движения Ньютона . Если частицы становятся достаточно быстрыми, чтобы релятивистские эффекты становились важными, луч становится не в фазе с осциллирующим электрическим полем и не может получить дополнительное ускорение. Поэтому классический циклотрон способен ускорять частицы только до нескольких процентов от скорости света. Чтобы приспособиться к увеличенной массе, магнитное поле можно модифицировать, придавая полюсным наконечникам соответствующую форму, как в изохронных циклотронах , работая в импульсном режиме и изменяя частоту, прикладываемую к деформациям, как всинхроциклотронов , любой из которых ограничен уменьшающейся экономической эффективностью создания более крупных машин. Ограничения по стоимости были преодолены за счет использования более сложных синхротронных или современных линейных ускорителей с приводом от клистрона , оба из которых имеют преимущество масштабируемости, предлагая большую мощность при улучшенной структуре затрат по мере увеличения размеров машин. необходима цитата

Операция

Вакуумная камера снята с магнита первого французского циклотрона, установленного в Коллеж де Франс в 1937 году Фредериком Жолио-Кюри . Угадываем кости через стекло.

Музей искусств и ремесел — Cnam , Париж.

Структура устройства

Циклотрон — это устройство, состоящее из трех основных элементов:

  1. цилиндрическая вакуумная камера (своего рода коробка для пирога), диаметр которой намного больше высоты, расположенная горизонтально, где заряженные частицы циркулируют по круговым путям.
  2. электроды в форме полуцилиндров или D, называемые Dices (или Dees по-английски), помещенные внутри вакуумной камеры и питаемые высоким напряжением от высокочастотного электрического генератора.
  3. мощный электромагнит, создающий постоянное магнитное поле, перпендикулярное плоскости траектории заряженных частиц и однородное по всей поверхности вакуумной камеры.

К этому устройству мы должны добавить:

  • один или несколько источников заряженных частиц, которые вводятся с низкой энергией в центр вакуумной камеры.
  • один или несколько выходов в каналах пучка, которые направляют ускоренные частицы к своим целям.
  • вакуумный блок, который поддерживает все пространства для циркуляции ионов под высоким вакуумом.
  • системы охлаждения, которые охлаждают как магнит, так и игральные кости.

Принцип действия

Работа циклотрона анимирована в справочнике.

Циклотроны были разработаны для ускорения частиц с нерелятивистскими скоростями , то есть намного ниже скорости света . В этих условиях частицы массы , заряда и скорости , циркулирующие по круговой траектории радиуса , подвергаются действию двух антагонистических сил — центробежной силы .
м{\ Displaystyle м \;}q{\ displaystyle q \,}v{\ Displaystyle v \;}р{\ Displaystyle г \,}FПРОТИВ{\ Displaystyle F_ {C} \;}

Принципиальная схема циклотрона.

FПРОТИВзнак равномv2р{\ displaystyle F_ {C} = {mv ^ {2} \ over r} \;}

и центростремительная сила, создаваемая силой Лоренца магнитного поля .
B{\ Displaystyle B \,}

FBзнак равноqvB{\ Displaystyle F_ {B} = qvB \;}

Согласно основному принципу динамики , = поэтому:
FПРОТИВ{\ Displaystyle F_ {C} \;}FB{\ Displaystyle F_ {B} \,}

мvзнак равноqBр{\ Displaystyle mv = qBr \;}

Из этого уравнения следует, что:

Радиус ( гирорадиус ) траектории частицы равен:

рзнак равномvqB{\ displaystyle r = {mv \ over qB} \;}

Пульсация и частота вращения частиц не зависят от радиуса траектории и линейной скорости частиц:ωпротивзнак равноvр{\ displaystyle {\ omega _ {c}} = {\ frac {v} {r}} \;}жпротивзнак равноωпротив2π{\ displaystyle f_ {c} = {\ frac {\ omega _ {c}} {2 \ pi}} \;}

жпротивзнак равноv2πрзнак равноqB2πм{\ displaystyle f_ {c} = {\ frac {v} {2 \ pi r}} = {\ frac {qB} {2 \ pi m}} \;}
Частота называется циклотронной частотой . Это зависит только от магнитного поля и типа ускоряемой частицы. Частота электрического переменного поля , приложенного к кости прикреплена к циклотронной частоте: . Таким образом, с каждым разворотом частицы получают импульс ускорения при прохождении между кубиками, их скорость увеличивается, а радиус их траектории увеличивается, но время прохождения по орбите остается постоянным и равным. В течение периода вращения . Вот почему циклотрон называется изохронным .жпротив{\ displaystyle f_ {c} \;}же{\ displaystyle f_ {e} \;}жезнак равножпротив{\ displaystyle f_ {e} = f_ {c} \;}Тпротивзнак равно1жпротив{\ displaystyle T_ {c} = {\ frac {1} {f_ {c}}} \;}

Максимальная скорость достигается, когда частицы циркулируют по периферии игральной кости, то есть когда :vмвИкс,{\ displaystyle v_ {max},}рзнак равнор{\ Displaystyle г \; = \; R}

vмвИксзнак равноqBрм{\ displaystyle v_ {max} = {qBR \ over m} \,}

Кинетическая энергия частиц на выходе из циклотрона равна:

EПРОТИВзнак равно12мvмвИкс2знак равноq2B2р22м{\ displaystyle E_ {C} = {1 \ over 2} mv_ {max} ^ {2} = {\ frac {q ^ {2} B ^ {2} R ^ {2}} {2m}} \;}
Для частицы данной массы энергия зависит от напряженности магнитного поля и диаметра полюсов магнита, ограничивающих поверхность, пересекаемую магнитным полем. Для ферромагнитного электромагнита поле ограничено до 2 Тл. Поэтому для получения высоких энергий необходимо создавать магниты большого диаметра. Таким образом, в 1942 году Лоуренс построил серию все более крупных циклотронов, достигнув 4,40 м в диаметре.

Известные примеры [ править ]

Один из крупнейших в мире циклотронов находится в лаборатории RIKEN в Японии. Названный SRC или сверхпроводящим кольцевым циклотроном, он имеет шесть отдельных сверхпроводящих секторов и имеет диаметр 19 м и высоту 8 м. Его максимальное магнитное поле , созданное для ускорения тяжелых ионов, составляет 3,8  Тл , а изгибная способность составляет 8 Тл · м. Общий вес циклотрона — 8 300 т. Магнитное поле Райкена охватывает радиус от 3,5 м до 5,5 м с максимальным радиусом луча около 5 м (200 дюймов). Он ускорил ионы урана до 345 МэВ на единицу атомной массы.

В TRIUMF , национальной лаборатории ядерной физики и физики элементарных частиц Канады, находится самый большой в мире циклотрон. Главный магнит диаметром 18 м и массой 4000 т создает поле 0,46 Тл, а магнитопровод 23 МГц 94  кВ.электрическое поле используется для ускорения пучка 300 мкА. Поле TRIUMF имеет радиус от 0 до 813 см (от 0 до 320 дюймов) с максимальным радиусом луча 790 см (310 дюймов). Его большой размер частично является результатом использования отрицательных ионов водорода, а не протонов; для этого требуется более низкое магнитное поле, чтобы уменьшить электромагнитное срывание слабосвязанных электронов. Преимущество состоит в том, что извлечение проще; Многоэнергетические, многолучевые лучи можно извлечь, вставив тонкую углеродную пленку с соответствующими радиусами. TRIUMF управляется консорциумом восемнадцати канадских университетов и находится в Университете Британской Колумбии. необходима цитата

В литературе

Циклотрон упоминается в манге Silent Möbius . Старик говорит, что существа из Немезиды (другое измерение) должны были захватить все циклотроны.

Еще одно появление в комиксе: Феликс , созданный Морисом Тильё. В эпизоде ​​27 The Tumulus, написанном в 1951 году, персонаж указывает, что циклотрон может создавать золото, при этом признавая, что у него нет средств для установки этого типа машины.

Циклотронного упоминается в книге Удар по Айн Рэнд (1957), во время выступления Джона Галт: «Он не может вырыть яму или построить циклотрон без знания средств , необходимых для этих достижений».

Связанные технологии [ править ]

Спиральное движение электронов в цилиндрической вакуумной камере в поперечном магнитном поле также используется в магнетроне , устройстве для создания высокочастотных радиоволн ( микроволн ). Синхротронный перемещают частицы через путь постоянного радиуса, что позволяет ему быть выполнен в виде трубы , и поэтому гораздо большего радиус , чем практично с циклотроном и синхроциклотроном . Больший радиус позволяет использовать множество магнитов, каждый из которых передает угловой момент и, таким образом, позволяет частицам с более высокой скоростью (массой) удерживаться в пределах откачиваемой трубы. Напряженность магнитного поля каждого из поворотных магнитов увеличивается по мере того, как частицы набирают энергию, чтобы поддерживать постоянный угол изгиба. цитата необходима

История

Принцип ускорения ионов повторяющимися электрическими импульсами (линейное резонансное ускорение) был предложен шведским исследователем Густавом Изингом в 1928 году. Принцип был реализован Рольфом Видеро , норвежским исследователем, который готовил диссертацию в Университете Экса. Ла-Шапель в 1927 году. Его диссертация была опубликована в 1928 году. Видероэ не разрабатывал круговой ускоритель, идея которого, однако, была предложена ему одним из его товарищей. В то же время Макс Стенбек разработал концепцию циклотрона в компании Siemens , но у него не было средств опубликовать свое открытие или построить устройство. Первый патент на циклотрон был подан венгерским физиком Лео Сцилардом в 1929 году, когда он работал в Университете Гумбольдта в Берлине .

Во Франции Жан Тибо , тогда еще молодой исследователь в лаборатории Мориса де Бройля , узнал о диссертации Видеро в 1929 году. Он, в свою очередь, создал работающий линейный ускоритель. Но он отмечает, что для получения значительных ускорений необходимо иметь возможность построить устройство, выходящее за пределы лаборатории. Затем он спроектировал и построил в ноябре 1930 года круговой ускоритель. Он выступил с докладом на эту тему на Международном электроэнергетическом конгрессе, проходившем в Париже в 1932 году. После создания нескольких прототипов Жан Тибо отказался от этого направления исследований. Он опубликовал несколько фотографий своих циклотронов в своей книге « Сила атома» . Он никогда не пытался отстоять свои права на это открытие.

Мистер Стэнли Ливингстон и Эрнест О. Лоуренс перед своим 69- сантиметровым циклотроном  в Радиационной лаборатории Калифорнийского университета в Беркли в 1934 году.

Эрнест Орландо Лоуренс , профессор Калифорнийского университета в Беркли , читает статью Видероэ о линейном ускорителе и воображает, что тот же принцип можно применить к круговому ускорителю. Он поручил эту реализацию своему студенту Стэнли Ливингстону, который построил первый циклотрон, введенный в эксплуатацию в 1932 году. Затем в радиационной лаборатории в Беркли Лоуренс построил серию циклотронов все большей мощности: от 69  см до 4,8  МэВ в 1932 году 94  см , 8  МэВ в 1937 г., 152  см , 19  МэВ в 1939 г. и синхроциклотрон 465  см в 1945 г. Он получил Нобелевскую премию по физике в 1939 г.

Первый европейский циклотрон построен на физическом факультете Радиевого института в Ленинграде , которым руководит Виталий Хлопин. Этот прибор, впервые предложенный Георгием Гамовым и Львом Мисовски, был изготовлен Игорем Курчатовым и введен в эксплуатацию в 1937 году. В Германии циклотрон был построен в Гейдельберге под руководством Вальтера Боте и Вольфганга Гентнера и начал работать в 1943 году.

Во Франции Фредерик Жолио хотел иметь циклотрон, когда он был назначен профессором Коллеж де Франс в 1937 году. Он обратился к Лоуренсу, который прислал ему планы. Циклотрон был построен в Цюрихе и установлен в подвале нового здания College de France в 1939 году. Разработка машины была впервые приостановлена, когда немцы оккупировали Париж. Немецкий офицер, отвечающий за наблюдение за установками, оказался физиком, коллегой Фредерика Жолио. Он помогает сделать последние штрихи и ввести машину в эксплуатацию. Циклотрон производит протоны с энергией 7  МэВ . Он работал в Коллеж де Франс до 1958 года, затем в Орсе до 1966 года. Затем он был демонтирован. Магнит используется повторно. Ускорительная камера, содержащая кости, передана в дар Музею искусств и ремесел.

На смену первому циклотрону Ирен Жолио-Кюри заказывает синхроциклотрон Philips на 160  МэВ, который установлен в Институте ядерной физики Орсе . Это устройство работало с 1958 по 1975 год.

20 ноября 1968 г. циклотрон Института ядерных наук установил на научный полигон в Гренобле был введен в эксплуатацию . Он будет усовершенствован с 1978 по 1980 год за счет постускорителя с аббревиатурой SARA и использоваться до 1998 года.

Еще один синхроциклотрон на 200  МэВ спроектирован и построен в Орсе. Он работал для исследований в период с 1978 по 1990 год, затем для протонной терапии с 1990 по 2010 год. В 2010 году циклотрон IBA C230 был установлен в новом центре протонной терапии в Орсе.

В 1963 году под кодовым названием «Проект Дракона» исследователь Анри-Поль Лендерс из Air Liquide разработал первый французский циклотрон.

Циклотрон TRIUMF, самый большой циклотрон в мире, построенный в 1968 году в Ванкувере , Канада , с радиусом 7,9  м , произвел в 2010 году протоны, которые достигают 3/4 скорости света, то есть энергии 520  МэВ . Циклотронное кольцо в Институте Пауля Шеррера в Виллигене , Швейцария , более мощное, потому что оно ускоряет протоны до 590  МэВ , и меньше, потому что оно использует более сильное магнитное поле.

Похожие записи:

Способы проверки заземления Default ThumbnailОбжимаем сетевой кабель самостоятельно, с инструментом и без него Полезные статьи » как выбрать распределительный щит Термогенератор своими руками: инструкция по изготовлению преобразователя тепловой энергии в электрическую Подключение сип провода к дому Default ThumbnailМикросхемы к561ид1 к176ид1(cd4028a, cd4028)