Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 15 № 3590
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Цик­ло­трон

Цик­ло­трон  — это цик­ли­че­ский уско­ри­тель про­то­нов (или ионов). Впер­вые был раз­ра­бо­тан и

по­стро­ен в 1931 г.

Цик­ло­тро­ны ис­поль­зу­ют­ся для ядер­но­фи­зи­че­ских экс­пе­ри­мен­тов (рис. 1). В на­сто­я­щее время про­тон­ные цик­ло­тро­ны при­ме­ня­ют­ся и для ле­че­ния он­ко­ло­ги­че­ских боль­ных. Пучок про­то­нов раз­го­ня­ет­ся цик­ло­тро­ном и на­прав­ля­ет­ся точно в опу­холь. Про­тон­ный пучок раз­ру­ша­ет ра­ко­вые клет­ки и не за­де­ва­ет здо­ро­вых тка­ней.

На рис. 2 пред­став­ле­на схема ра­бо­ты цик­ло­тро­на. Ча­сти­цы из ион­но­го ис­точ­ни­ка 1 не­пре­рыв­но по­сту­па­ют в ва­ку­ум­ную ка­ме­ру и уско­ря­ют­ся элек­три­че­ским полем, со­зда­ва­е­мым пу­сто­те­лы­ми элек­тро­да­ми 3. Маг­нит­ное поле, на­прав­лен­ное пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти чер­те­жа, за­став­ля­ет за­ря­жен­ную ча­сти­цу от­кло­нять­ся от пря­мо­ли­ней­но­го дви­же­ния.

Каж­дый раз, про­хо­дя зазор между элек­тро­да­ми, за­ря­жен­ная ча­сти­ца по­лу­ча­ет новую пор­цию энер­гии и до­пол­ни­тель­но уско­ря­ет­ся. Тра­ек­то­ри­ей дви­же­ния уско­ря­ю­щей­ся ча­сти­цы в по­сто­ян­ном маг­нит­ном поле яв­ля­ет­ся рас­кру­чи­ва­ю­ща­я­ся спи­раль.

Рис. 2. Схема дви­же­ния ча­стиц в цик­ло­тро­не: 1  — ион­ный ис­точ­ник; 2  — ор­би­та уско­ря­е­мой ча­сти­цы (спи­раль); 3  — уско­ря­ю­щие элек­тро­ды; 4  — вы­вод­ное устрой­ство (от­кло­ня­ю­щие пла­сти­ны); 5  — ис­точ­ник уско­ря­ю­ще­го поля.

До сих пор цик­ло­тро­ны ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся для уско­ре­ния тяжёлых ча­стиц до от­но­си­тель­но не­боль­ших энер­гий.

Опи­ши­те из­ме­не­ния тра­ек­то­рии дви­же­ния ча­сти­цы в цик­ло­тро­не, если уве­ли­чить на­пря­же­ние между уско­ря­ю­щи­ми элек­тро­да­ми? Ответ по­яс­ни­те.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Тра­ек­то­рия оста­нет­ся рас­кру­чи­ва­ю­щей­ся спи­ра­лью, но уве­ли­чит­ся её шаг, так как при про­хож­де­нии за­зо­ра из­ме­не­ние ско­ро­сти будет боль­ше, а зна­чит, и ра­ди­ус тра­ек­то­рии части в маг­нит­ном поле также будет уве­ли­чи­вать­ся на бо льшую ве­ли­чи­ну.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­ле­но вер­ное объ­яс­не­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок.1
Объ­яс­не­ние не пред­став­ле­но.

ИЛИ

В объ­яс­не­нии до­пу­ще­на ошиб­ка.

0
Мак­си­маль­ный балл1
Источники:
Раздел кодификатора ФИПИ: 4.4 Маг­нит­ное поле тока
1
Тип 14 № 3589
i

Какая сила из­ме­ня­ет ки­не­ти­че­скую энер­гию дви­жу­щей­ся за­ря­жен­ной ча­сти­цы в цик­ло­тро­не? Ответ по­яс­ни­те.