Bài thuyết trình: Microtron

Chia sẻ: Chi Bali | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

108
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình "Microtron" giới thiệu đến các bạn những thông tin về máy gia tốc, Microtron, giới thiệu về Racetrack Microtron RMT, so sánh 1 số máy gia tốc vòng, so sánh máy Microtron với máy gia tốc thẳng,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài thuyết trình để nắm bắt đầy đủ nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình: Microtron

MICROTRON GV: Đặng Thúy Hằng SV: Nguyễn Mai Chi Nguyễn Hồng Lam Phạm Thị Ngọc Lê Thùy Trang
Nội dung báo cáo I Giới thiệu chung về máy gia tốc 1, Định nghĩa và nguyên lí gia tốc hạt 2, Phân loại 3, Ứng dụng II Microtron 1, Cấu tạo 2, Nguyên lí hoạt động 3, Ứng dụng máy Microtron III Giới thiệu về Racetrack Microtron (RMT) IV So sánh 1 số máy gia tốc vòng V So sánh máy Microtron với máy gia tốc thẳng (linac)
I Giới thiệu chung 1, Định nghĩa và nguyên lý gia tốc hạt Ø Định nghĩa: Thiết bị dùng điện trường hay cả điện trường và từ trường để tăng tốc các hạt tích điện được gọi là máy gia tốc hạt. Ø Nguyên lí gia tốc hạt: các hạt tĩnh điện cần được gia tốc được đưa vào máy gia tốc. Dưới tác động của điện trường, từ trường chúng chuẩn trực vào 1 tia và chuyển động theo quỹ đạo xác định trong chân không cho tới khi đạt được động năng cần thiết. Khi đó chùm tia được tách khỏi máy gia tốc hoặc sử dụng để bắn phá mục tiêu tạo hiệu quả mong muốn. 2, Phân loại Ø Máy gia tốc thẳng: là loại máy gia tốc cổ: cho chùm hạt mang điện đi qua dãy nối tiếp các miền trong đó có điện trường, các hạt mang điện sẽ được tăng tốc nhờ điện trường và các hạt mang điện có thể có năng lượng khoảng vài trăm MeV. Ø Máy gia tốc vòng: là máy gia tốc trong đó các hạt chuyển động theo đường vòng. Để buộc các hạt chuyển động theo đường vòng, người ta dùng từ trường của các nam châm có dạng thích hợp để uốn cong quỹ đạo của hạt. Và dùng điện trường để tăng tốc hạt. Một số máy gia tốc vòng: Betatron, Cyclotron, Microtron, Synchrotron.
I Giới thiệu chung 3, Ứng dụng các máy gia tốc
II Microtron 1, Cấu tạo
II Microtron 1, Cấu tạo:  Buồng gia tốc:  Có dạng hình trong chân không cao (~3x10^6 torr) được nối với nam châm điện để tạo từ trường. Các cực nam châm có dạng phẳng tạo nên buồng gia tốc.  Kích thước nam châm và cường độ của từ trường phụ thuộc vào năng lượng chùm điện tử cần gia tốc.  Từ trường trong Microtron thường khoảng 23 KOestese.  Yêu cầu về độ đồng nhất của từ trường phụ thuộc vào số quỹ đạo của hạt: Trong đó: B là từ trường trong máy N là số quỹ đạo Ø Cần tăng độ đồng nhất của từ trường đối với máy gia tốc có số quỹ đạo lớn.
II Microtron 1, Cấu tạo:  Hộp cộng hưởng:  Nguồn phát xạ electron:  Là bộ phận rất cơ bản của Microtron, các điện tử được phát ra và đưa vào gia tốc sau đó lại hội tụ tăng thêm năng lượng đều thông qua hộp cộng hưởng.  Thường được chế tạo bằng đồng nguyên chất, hoạt động của hộp cộng hưởng đòi hỏi điều kiện chân không cao (~2x10^6 mmHg).
II Microtron 1, Cấu tạo:
II Microtron 1, Cấu tạo:  Nguồn phát xạ cao tần:  Hệ siêu cao tần của Microtron bao gồm nguồn phát sóng, ống dẫn sóng và hộp cộng hưởng.  Hầu hết các hệ sóng cao tần (RF) trong Microtron có bước sóng 10 cm. Thường dùng đèn magnetron công suất lớn cỡ vài MW làm nguồn phát cao tần. Hệ số có ích của magnetron lớn hơn klystron và có thể làm việc ở thế anode thấp. Microtron làm việc theo chế độ xung với độ dài xung từ 15µs.  Ống dẫn sóng: có chức năng truyền đi với hiệu suất lớn và ổn định sóng cao tần từ nguồn phát cao tần và hộp cộng hưởng nơi mà các điện tử được gia tốc.  Bơm chân không: bơm hút chân không cho máy gia tốc  Kênh ra: kênh ra của chùm hạt sau khi được gia tốc.
II Microtron 2, Nguyên lí hoạt động Ø Trong Microtron các hạt được gia tốc chuyển động trong từ trường không đổi và đồng nhất, việc gia tốc hạt diễn ra dưới tác dụng của điện trường biến thiên có tần số không đổi. Ø Máy Microtron là máy gia tốc hạt tương đối tính theo nguyên lí đồng pha tự động, chỉ phù hợp với các hạt nhẹ như e và p. Ø Hạt chuyển động theo quỹ đạo trong có 1 tiếp điểm chung. Ø Tại tiếp điểm người ta đặt một hộp cộng hưởng mà điện trường siêu cao tần gia tốc các điện từ. Hộp cộng hưởng được kích thích bằng 1 nguồn dao động siêu cao tần công suất lớn là đèn magnetron xung công suất hàng trăm kW. Ø Mỗi lần đi qua hộp cộng hưởng các điện tử nhận được 1 năng lượng xác định ∆E và sau đó bắt đầu chuyển động sang quỹ đạo tiếp theo. Khi điện tử đạt đến quỹ đạo cuối cùng chúng được đưa ra khỏi buồng gia tốc qua 1 kênh từ (kênh ra). Ø Sự đồng bộ trong chuyển động của điện tử và sự thay đổi của điện trường gia tốc siêu cao tần dựa trên sự thay đổi chu kỳ vòng quay sau mỗi quỹ đạo một số nguyên của chu kỳ dao động siêu cao.
II Microtron
II Microtron
II Microtron  Một số máy gia tốc Microtron
Một số đặc trưng của 1 số máy gia tốc Microtro trong xạ trị y tế Đặc tính Microtron M22 Microtron M10 Microtron M20 Số quỹ đạo 22 10 20 Năng lượng e lớn nhất ở đầu ra 22 10 20 Từ trường, T 0,2 0,2 0,2 Đường kính nam châm, m 1,27 0,65 0,96 Nguồn xung RF, MW 1,6 2,5 2,5 Tần số RF, GHz 2,8 2,8 2,8 Chiều rộng xung, µs 3 3 3 Năng lượng cho điều trị ung thư, MeV 8,12,15,18,20,22 2,4,6,8,10 6,9,12,15,18,20
Một số đặc trưng của 1 số máy gia tốc Microtron trong xạ trị y tế Đặc tính Microtron M22 Microtron M10 Microtron M22 Liều lượng thuốc lớn 0,083 0,083 0,083 nhất, Gy/s 0,05 0,05 0,05 Electrons Photons Năng lượng photon lớn 20 8 hoặc 10 15,18 hoặc 20 nhất, MV Kích thước lớn nhất của 20x20 20x20 20x20 vùng mà chùm tia đi qua, 30x30 30x30 30x30 cm^2 Electrons Photons Nguồn AC, kW 26 15 20 Lượng nước làm mát, 20 15 20 l/phút Máy tính điều khiển Không Có Có
II Microtron 3, Ứng dụng Microtron Vật lý hạt nhân Máy bơm cho vòng lưu trữ và synchrotron Ứng dụng y tế (xạ trị) Ứng dụng công nghiệp (ví dụ như chụp X quang và bức xạ điều trị).
III Giới thiệu Racetrack Microtron (RMT)  Vì máy Microtron dạng vòng tròn cho năng lượng điện tử khoảng vài chục MeV, có kích thước lớn và nặng do cường độ trường cyclotron thấp. Mặt khác số quỹ đạo bị hạn chế bới sự không đồng nhất của từ trường.  Để khắc phục các hạn chế này người ta chế tạo máy RMT có thể gia tốc hạt lên tới hàng trăm MeV.  Máy RMT bao gồm 2 nam châm tạo từ trường đồng nhất và một máy gia tốc thẳng đặt tại phần thẳng giữa 2 cực có khả năng nhận năng lượng gia tốc lớn hơn trong Microtron vòng.  Các nam châm uốn dòng 180ᵒ đặt đối diện nhau và cách nhau một khoảng cách lớn so với kích thước của chúng.  Các e được đưa vào linac từ một súng bắn e, đôi khi từ 1 máy gia tốc sơ cấp khác.  Các e sau khi đi qua linac lần thứ nhất được thay thế bởi hệ thống nam châm và sau đó phản xạ ngược trong linac bằng tứ cực chính.
III Giới thiệu Racetrack Microtron (RMT)
III Giới thiệu Racetrack Microtron (RMT) Clip
III Giới thiệu Racetrack Microtron (RMT)  Một số máy RMT