Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
22
1.Wiadomościwstępne
przyspieszeniu.Ponieważprędkośćelektronówopuszczającychakceleratorliniowy
różnisięodprędkościświatłaoniewielkiułamekprocenta,więczdalszymwzrostem
energiiichprędkośćjestniemalstała,natomiast-zgodniezzasadąwzględnościEin-
steina-rośniemasaelektronów(wzór(2.72)).Abymimotoelektronymogłypozosta-
waćnastałejorbiciekołowej,polemagnetycznemusiodpowiedniorosnąć(zgodnie
zewzoremcyklotronowymnapromieńorbitystacjonarnejR=m
u
/qB,gdziem,
u
iq
oznaczająkolejno:masę,prędkośćiładunekcząstki,aB-indukcjęmagnetyczną).Po
osiągnięciumaksymalnejmożliwejwartościpolamagnetycznegopaczkielektronów
kierowanesądopierścieniaakumulacyjnego,którystanowipodstawowączęśćcałego
urządzenia.
Pierścieńakumulacyjny(ang.storagering)służydoprzechowywaniaelektronów
przyspieszonychdoenergiikilkudziesięciuGeV
.Jesttorodzajakceleratora,wktórym
elektronymogąkrążyćwpolumagnetycznym(wultrawysokiejpróżnirzędu10
-9Tr)po
stałejorbicieośrednicyodkilkudokilkusetmetrów,zprędkościąrelatywistyczną(bliską
prędkościświatła)nawetprzezkilkanaściegodzin.Dlaelektronunierelatywistycznego
(czylitakiego,żeprędkość
u
spełniawarunek
b
=
u
/c<<1)promieniowaniemasyme-
tryczny,dipolowyrozkładkątowy.Natomiastpromieniowanieemitowaneprzezelektron
relatywistyczny(
b
≈1)wysyłanejestwkierunkuzgodnymzkierunkiemwektoraprędko-
ścichwilowej(kierunekstycznydozakrzywionejtrajektoriiruchuelektronu),wbardzo
wąskimstożkuorozwartościkątowejodwrotnieproporcjonalnejdoaktualnejenergii
cząstkipromieniującej.Rozwartośćkątowastożkawynosizazwyczajmałyułamekstop-
nia.Emisjępromieniowaniasynchrotronowegoilustrujeschematycznierys.1.14.
Pierścienieakumulacyjnemająkształtwielokątówokilkudziesięciubokach,połą-
czonychniemalprostymisegmentami.Natężeniepromieniowaniajestnajwiększe,gdy
paczkaelektronówpokonujezakrzywionesegmentyorbity.Stratyenergiispowodowa-
nepromieniowaniemsąkompensowanewrezonatorachwnękowychrozmieszczonych
wzdłużpierścieniaakumulacyjnego.Wpierścieniuakumulacyjnymkrążąjednocze-
śniesetkipaczekelektronów,każdaodługościrzędu1cmisubmilimetrowejśrednicy.
Generowanepromieniowaniewyprowadzanejestzpierścieniaakumulacyjnegoikie-
rowanedostanowiskpomiarowych.
Własnościpromieniowaniasynchrotronowegowynikajązesposobujegogeneracji:
–Ogromnajasnośćwporównaniuzeźródłamiklasycznymi.Przykładowopokazujetorys.
1.15,naktórymprzedstawionajestjakofunkcjaenergiijasnośćpromieniowaniasynchrotro-
nowegowygenerowanegowpierścieniuakumulacyjnymDORIS,współpracującymzsyn-
chrotronemDESYwHamburgu.Dlaporównaniapokazanorównieżjasnośćpromieniowa-
niaciaładoskonaleczarnegodladwóchwartościtemperatury:T=6000K(temperatura
fotosferySłońca,p.A.b)i3000K,ciągłegowidmalampyrentgenowskiej(X-kontinuum)
idwuliniirentgenowskichK
a
:miedziCuiglinuAl(rozdz.10),orazrezonansowejlinii
helowej,HeI.
–Naturalnakolimacjawiązkifotonów(kątowarozbieżnośćrzędu1mrad).
–Szerokizakreswidmaciągłego,oddalekiejpodczerwienidoobszarutwardegopromie-
niowaniarentgenowskiego(rys.1.1),zmożliwościąwydzielaniawybranychdługościfali.
Dlanadfioletuiobszaruwidmarentgenowskiegoniemaźródełoporównywalnejjasności.
–Polaryzacjaliniowaprzyobserwacjiwpłaszczyźnietoruelektronu(narys.1.14zazna-
czonapodwójnąstrzałką↔),apowyżejiponiżejtejpłaszczyzny-polaryzacjakołowa.
Rys.1.14.Generacja
promieniowaniasynchro-
tronowego:elektrony
krążącepoorbiciekołowej
zprędkościąbliską
prędkościświatłaemitują
promieniowaniewwąskim
stożkuokierunkustycznej
dotoru;podwójnastrzałka
↔wskazujepłaszczyznę
polaryzacjiliniowej
promieniowania
