Перезарядный ускоритель (тандем) - высоковольтный ускоритель ,в к-ром благодаря перезарядке ускоряемых частиц (изменению знака, а иногда и величины заряда) одно и то же ускоряющее напряжение применяется дважды: отрицат. ионы ускоряются при движении к положительно заряженному высоковольтному электроду, а положит. ионы, образовавшиеся после перезарядки, - при движении от него к электроду с нулевым потенциалом.
Схема перезарядного ускорителя: 1 - источник отрицательных ионов; 2 - высоковольтный генератор; 3 - высоковольтный электрод; 4 - перезарядная мишень; 5,6 - пучки отрицательных и положительных ионов; 7 - сепаратор.
Использование перезарядки позволяет при
том же напряжении генератора увеличить энергию протонов вдвое, а энергию
более тяжёлых частиц в неск. раз. При этом облегчаются питание и обслуживание
ионного источника, к-рый находится под нулевым потенциалом. Образующиеся
после перезарядки частицы с разл. зарядами ускоряются до разных энергий,
поэтому для их разделения после ускорения необходима сепарация, осуществляемая
магнитом с полем, перпендикулярным направлению движения частиц. Энергия
частиц на выходе П. у. равна=
eU(n_+
п+), где U - напряжение высоковольтного генератора,
п_е{е??} и п+е - заряды частиц до и после перезарядки
(обычно п_ = 1). Добавление ещё одного генератора с отрицат. полярностью
напряжения (двойной тандем) повышает энергию частиц до=
eU(2n_ + п+). Типичные величины напряжений, применяемых
в П. у., ~10 - 20 MB, в наиб. крупных П. у. - 25 - 30 MB.
Идея использовать перезарядку для увеличения
энергии ускоряемых частиц предложена У. X. Беннеттом (W. Н. Bennett) в
1935, однако она была реализована лишь в 1958 после разработки эфф. источников
отрицат. ионов и перезарядных устройств - мишеней. Перезарядная мишень
представляет собой трубку, в к-рую подаётся газ, или плёнку твёрдого вещества
(углерода) толщиной неск. мкг/см2. Применение твёрдых мишеней
позволяет получить положит, ионы тяжёлых элементов с более высокой зарядностыо
(п+ = 7 - 10). Для дополнит. обдирки ионов после перезарядки
на одном из участков ускорит. тракта может быть установлена ещё одна мишень.
М. П. Свиньин