Большая Советская Энциклопедия (УС)

  По механизму, обеспечивающему устойчивость движения частиц в перпендикулярных к орбите направлениях (фокусировку), различают ускорители с однородной фокусировкой, в которых фокусирующая сила постоянна вдоль траектории (по крайней мере, по знаку), и ускорители со знакопеременной фокусировкой, в которых фокусирующая сила меняет знак вдоль траектории, т. е. чередуются участки фокусировки и дефокусировки. В применении к некоторым типам циклических ускорителей (синхротрон и синхрофазотрон) вместо терминов «однородная» и «знакопеременная» фокусировка пользуются терминами «слабая» и «сильная» («жёсткая») фокусировка.

  Резонансные циклические ускорители могут быть классифицированы далее по характеру управляющего — «ведущего» — магнитного поля и ускоряющего электрического поля: ускорители с постоянным и с переменным во времени магнитным полем и соответственно ускорители с постоянной и с переменной частотой ускоряющего поля. Приведённая классификация (табл. 1) не охватывает ускорителей со встречными пучками и ускорителей, использующих коллективные методы ускорения. Первый тип является своеобразной разновидностью перечисленных в табл. 1 ускорителей: пучки частиц от ускорителей того или иного типа направляют навстречу друг другу. Второй тип отличается от всей совокупности описанных ускорителей по источнику ускоряющего поля.

Табл. 1. — Классификация ускорителей заряженных частиц

Тип траектории	Характер ускоряющего поля	Магнитное поле	Частота ускоряющего поля	Фокусировка	Название	Ускоряемые частицы
Окружность или спираль	Циклические ускорители
Нерезонансный, индукционный	Переменное	—	Однородная	Бетатрон	Электроны
Резонансный	Постоянное	Постоянная	«	Циклотрон Микротрон	Протоны (или ионы) Электроны
«	«	Знакопеременная	Изохронный циклотрон Секторный микротрон	Протоны Электроны
«	Переменная	Однородная Знакопеременная	Фазотрон Секторный фазотрон	Протоны
Переменное	Постоянная	Однородная Знакопеременная	Синхротрон слабофокусирующий Синхротрон сильнофокусирующий	Электроны
«	Переменная	Однородная Знакопеременная	Синхрофазотрон слабофокусирующий Синхрофазотрон сильнофокусирующий	Протоны
Прямая	Линейные ускорители
Hepeзонансный, электростатический	—	—	—	Электростатический ускоритель, каскадный ускоритель	Протоны, электрон ны
Нерезонансный, индукционный	—	—	—	Линейный индукционный ускоритель	Электроны
Резонансный	—	Постоянная	—	Линейный резонансный ускоритель	Протоны, электро-i ны

  III. Принцип действия резонансных ускорителей

  В резонансном ускорителе непрерывное ускорение происходит благодаря тому, что в ускоряющие электроды частица всё время попадает в ускоряющую фазу поля (т. е. когда электрическое поле направлено в сторону движения частиц). Идеальная, т. н. равновесная, частица всё время попадает в одну и ту же фазу — равновесную фазу.

  В циклическом ускорителе период обращения Т частицы по орбите связан со средним радиусом орбиты соотношением:

     (1)

(u — скорость частицы). Средний радиус орбиты равен

     (2)

где Е = mc² — полная релятивистская энергия частицы массы m, равная сумме энергии покоя частицы E = mс² и её кинетической энергии W (m — масса покоя частицы, с — скорость света), е — заряд частицы, <В > — среднее значение индукции магнитного поля; поэтому период обращения связан с энергией частицы соотношением:

     (3)