English version На главную Контакты
  Общая информация   Школьникам и учителям
  Новости   Учебные проекты и лаборатории УНЦ
  Международное сотрудничество   Отдел разработки и создания образовательных программ
  Мероприятия   Научно-инженерная группа УНЦ
  Соискателям   Повышение квалификации
  Студентам  

Общая информация

Положение об Учебно-научном центре ОИЯИ
Совет УНЦ
Школы для студентов, аспирантов и молодых ученых в Лабраториях ОИЯИ
Сотрудники УНЦ ОИЯИ
FAQ
Список курсов, читаемых в 2016/2017 учебном году
Базовые кафедры в ОИЯИ
Вузы – партнеры УНЦ
Базовые установки ОИЯИ
Учебно-методические пособия УНЦ ОИЯИ
Всемирно известные ученые в ОИЯИ
Интересное рядом (научно-популярные очерки)
Контакты
О Дубне

Циклотроны У-400 и У-400М

Физические задачи

Циклотроны У-400 и У-400М расположены в Лаборатории ядерных реакций имени Г.Н.Флерова и созданы для исследования структуры ядер и механизмов ядерных реакций. Физические задачи, для решения которых созданы данные установки, включают: 

• Синтез сверхтяжелых элементов
• Изучение химических свойств сверхтяжелых элементов
• Изучение структуры легких ядер на границе нуклонной стабильности
• Изучение резонансной структуры ядерных систем за границей нейтронной стабильности
• Изучение механизмов слияния-деления ядер 

На фото Циклотрон У400


Принцип действия

Работа циклотронов, как и других ускорителей, основана на особенностях движения заряженных частиц в электромагнитном поле. В циклотроне однородное магнитное поле создает большой электромагнит, а электрическое поле возникает между двумя полыми электродами D-образной формы (отсюда их название — «дуанты»). К электродам приложено переменное напряжение, которое меняет полярность всякий раз, когда частица делает пол-оборота. Благодаря этому электрическое поле всегда ускоряет частицы. Эту идею нельзя было бы осуществить, если бы частицы с разными энергиями имели разные периоды обращения. Однако, хотя скорость с ростом энергии растет, период обращения остается постоянным, поскольку диаметр траектории увеличивается в том же отношении. Именно это свойство циклотрона и позволяет использовать для ускорения постоянную частоту электрического поля. 

Ускоряемые частицы обычно характеризуются отношением массового числа к заряду A/Z и удельной энергией ускорения, пропорциональной квадрату скорости частицы, которая измеряется в единицах МэВ/нуклон. 


История создания

Первым в СССР и странах-участницах ОИЯИ изохронным циклотроном тяжелых ионов был изохронный циклотрон У-200 с диаметром полюсов 200 см. В основе его конструкции были положены новые идеи и технические решения, до этого практически не применявшиеся в циклотронной технике. Для вывода пучка ионов впервые в мире был использован метод перезарядки ускоряемых ионов, предложенный в 1964 году Г.Н.Флеровым, Ю.Ц.Оганесяном и Г.Н.Вяловым. Впервые были получены пучки тяжелых ионов с энергией более 10 МэВ на нуклон, вплоть до 20 МэВ на нуклон. Опыт сооружения и эксплуатации циклотрона У-200 был положен в основу проекта изохронного циклотрона У-400 с диаметром полюсов 400 см. Решение о сооружении в ЛЯР У-400 было принято в 1974 году. Диапазон ускоряемых на У-400 ядер - A/Z=5¸12, энергия 3 – 29 МэВ/нуклон.              

В конце 80-х годов было принято решение о радикальной реконструкции У-400 с целью увеличить диаметр полюсов магнита до 400 см и ввести аксиальную инжекцию тяжелых ионов из ECR-источника, созданного в ЛЯР. Реконструкция была начата в 1989 году, а в мае 1991 года на У-400М был получен пучок 4He с энергией 30 МэВ на нуклон. В течение 1992–1994 годов была создана разветвленная система каналов транспортировки пучка, оборудованная необходимыми средствами диагностики и контроля. На этих каналах был размещен ряд новых экспериментальных установок.

Результаты мирового уровня, полученные на циклотронах У400 и У400М

К наиболее значимым результатам относится синтез целого ряда сверхтяжелых элементов вплоть до элемента 118, установление химических свойств некоторых из них, например, элементов 112 и 114. На ускорителе У-400М также была проведена серия экспериментов по изучению резонансной структуры сверхтяжелых изотопов водорода и гелия и .

141980 г. Дубна, Московская область,
ОИЯИ, Учебно-научный центр
Тел.: +7 (49621) 6-50-89
Факс: +7 (49621) 6-58-51