IONTOVÉ ZDROJE. Účel. Požadavky. Elektronové zdroje. Iontové zdroje. Princip:

Podobné dokumenty
Monika Fialová VAKUOVÁ FYZIKA II. ZÍSKÁVÁNÍ NÍZKÝCH TLAKŮ

DOUTNAVÝ VÝBOJ. Další technologie využívající doutnavý výboj

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1.

Konstrukce vakuových zařízení

Urychlovače částic principy standardních urychlovačů částic

Vybrané technologie povrchových úprav. Vakuum 2. Část Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

Získávání nízkých tlaků

Sorpční vývěvy. 1. Vývěvy využívající fyzikální adsorpce (kryogenní vývěvy)

F4160. Vakuová fyzika 1. () F / 23

Přednáška 9. Vývěvy s vazbou molekul: kryosorpční, zeolitové, iontové a sublimační vývěvy. Martin Kormunda

Zdroje částic Supravodivé magnety Aplikace urychlovačů. Mgr. Jan Pipek Dostupné na

Vakuové součástky. Hlavní dva typy vakuových součástek jsou

F6450. Vakuová fyzika 2. Vakuová fyzika 2 1 / 32

Přednáška 4. Úvod do fyziky plazmatu : základní charakteristiky plazmatu, plazma v elektrickém vf plazma. Doutnavý výboj : oblasti výboje

Elektřina: Elektrostatika: Elektrostatika: Elektrostatika: Analogie elektřiny s mechanikou: Elektrostatika: Souvislost a analogie s mechanikou.

Urychlovače nabitých částic

Elektřina. Elektrostatika: Elektrostatika: Elektrostatika: Analogie elektřiny s mechanikou: Elektrostatika: Souvislost a analogie s mechanikou.

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce

Integrovaná střední škola, Hlaváčkovo nám. 673, Slaný

DOUTNAVÝ VÝBOJ. 1. Vlastnosti doutnavého výboje 2. Aplikace v oboru plazmové nitridace

Plynové lasery pro průmyslové využití

Lineární urychlovače. Jan Pipek Dostupné na

Vývěvy s transportem molekul z čerpaného prostoru

Plazma v technologiích

Rovnice kontinuity V potrubí a vývěvou musí proudit vždy stejné množství plynu. Platí

Využití plazmových metod ve strojírenství. Metody depozice povlaků a tenkých vrstev

ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH, PLYNECH A POLOVODIČÍCH

Vakuové metody přípravy tenkých vrstev

ELEKTRICKÝ PROUD V PLYNECH

10. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Princip tandemové hmotnostní spektrometrie

J = S A.T 2. exp(-eφ / kt)

Vybrané technologie povrchových úprav. Základy vakuové techniky Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

Měření vakua. Vacuum Technology J.Šandera, FEEC, TU Brno 1

Základy vakuové techniky

Druhy materiálů, princip vedení, vakuovaná technika. Ing. Viera Nouzová

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

Plazmové svařování a dělení materiálu. Jaromír Moravec

Vybrané technologie povrchových úprav. Metody vytváření tenkých vrstev Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

Autor: Bc. Tomáš Zelenka Obor: Fyzikální chemie povrchů

Kryogenní technika v elektrovakuové technice

Odporové topné články. Elektrické odporové pece

Dělení a svařování svazkem plazmatu

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu WIG (TIG) - 141

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Lineární urychlovače. Jan Pipek Dostupné na

Maturitní témata fyzika

Princip. Měrná elektrická. (konduktivita) Výhody odporového ohřevu. Závislost měrné elektrické vodivosti na teplotě = (1/R) (L/A)

Mgr. Ladislav Blahuta

REAKTIVNÍ MAGNETRONOVÉ NAPRAŠOV. Jan VALTER HVM Plasma s.r.o.

Elektřina. Petr Heřman Ústav biofyziky, UK 2.LF

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

SPECIÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ SPECIÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ

Kryogenní technika v elektrovakuové technice

Elektronová mikroskopie a mikroanalýza-2

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

METODY OBRÁBĚNÍ. Dokončovací metody, nekonvenční metody, dělení mat.

Elektřina. Petr Heřman Ústav biofyziky, UK 2.LF

zbytkové plyny (ve velmi vysokém vakuu: plyny vzniklé rozkladem těchto látek, nebo jejich syntézou Vakuová fyzika 1 1 / 43

Studium kladného sloupce doutnavého výboje pomocí elektrostatických sond: jednoduchá sonda

Referát z atomové a jaderné fyziky. Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace)

12. Elektrochemie základní pojmy

Přednáška 10. Měření nízkých tlaků : membránové a kompresní vakuoměry, tepelné vakuoměry, ionizační vakuoměry. Martin Kormunda

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

Základní zákony a terminologie v elektrotechnice

Přehled metod depozice a povrchových

Anomální doutnavý výboj

Fyzikální metody nanášení tenkých vrstev

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V PLYNU, SAMOSTATNÝ A NESAMOSTATNÝ VÝBOJ

Snímače hladiny. Učební text VOŠ a SPŠ Kutná Hora. Základní pojmy. měření výšky hladiny kapalných látek a sypkých hmot

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Mgr. Ladislav Blahuta

Metody depozice povlaků - CVD

PRINCIPY ZAŘÍZENÍ PRO FYZIKÁLNÍ TECHNOLOGIE (FSI-TPZ-A)

Úvod do fyziky plazmatu

X14 AEE + EVA Mindl. Odstředivý regulátor předstihu zážehu

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Fyzika je přírodní věda, která zkoumá a popisuje zákonitosti přírodních jevů.

Osnova. Stimulovaná emise Synchrotroní vyzařování Realizace vyzařování na volných elektronech FLASH XFEL

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

5. Získávání a měření nízkých tlaků

Zdroje optického záření

F6450. Vakuová fyzika 2. () F / 21

Elektrický proud v plynech

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace

1. Paschenův zákon. p = A exp Bp )

VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

Za hranice současné fyziky

Přehled látky probírané v předmětu Elektřina a magnetismus

Hmotnostní spektrometrie

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Samostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

RENTGENKY ČASU. Vojtěch U l l m a n n f y z i k OD KATODOVÉ TRUBICE PO URYCHLOVAČE

Elektrický proud. Elektrický proud : Usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem. Kovy: Usměrněný pohyb volných elektronů

VY_32_INOVACE_6/15_ČLOVĚK A PŘÍRODA. Předmět: Fyzika Ročník: 6. Poznámka: Vodiče a izolanty Vypracoval: Pták

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Praktikum IV

Svafiování elektronov m paprskem

Transkript:

Účel IONTOVÉ ZDROJE vyrobit svazek částic vytvarovat ho a dopravit do urychlovací komory předurychlit ho (10 kev) Požadavky intenzita svazku malá emitance svazku trvanlivost zdroje stabilita zdroje minimální spotřeba plynu nenarušení vakuového systému (u plynových zdrojů) Elektronové zdroje Jako u elektronek povrch žhavené katody Alternativy: vysoké pole tunelový jev fotoemise (laser) Vysoká teplota zvyšuje proud, ale snižuje životnost Tok: A Divergence: 5-10 stupňů Iontové zdroje Princip: ionizace srážkami nebo plazmovým výbojem Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 1

Plazma směs neutrálních atomů, iontů a elektronů energie několikrát větší než ionizační potenciál, kvůli účinnosti Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 2

Obrázek 1 Princip iontového zdroje Ionizace vodíku: Mnoho konkurenčních procesů Vícenásobně nabité ionty Single-step: malá pravděpodobnost Multi-step zdlouhavá, ale jediná schůdná cesta Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 3

Penningův zdroj ionizace srážkami, magnetické pole, magnetron Plazma Unoplazmatron, duoplazmatron střední elektroda zvyšuje hustotu plazmatu Střední elektroda anoda katoda Obrázek 2 Duoplazmatron katoda EBIS (Electron Beam Ion Source) použití el. svazku k ionizaci Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 4

ECRIS (Electron Cyclotron Resonance Ion Source) generování VF blízké elektronové cyklotronové frekvenci (ω = 2,8 GHz/kG) Zdroje záporných iontů využití: tandemové urychlovače (přenábojování) problém: vedení aniontů konkurují elektrony povrch potažen cesiem Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 5

SUPRAVODIVOST V URYCHLOVAČÍCH Princip: elektrická vodivost klesá skokem při přechodu kritickou teplotou Pozor: to platí pro stejnosměrný proud Pro střídavý proud: postupné snižování vodivosti Aplikace v urychlovačích: SS: magnety (ISR 70. léta) VF: rezonátory (TRISTAN KEK, 80. léta) Illustration 1Termodynamické kritické pole (míra supravodivosti) pro různé materiály Obrázek 3Povrchová vodivost Nb pro různé frekvence Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 6

MAGNETY Obrázek 4 Tvary vinutí pro různé magnety Přínosy vyšší dosažitelné pole (3-5x) LHC: 10 T snížení poloměru zvýšení realizovatelnosti (SSC bez SC magnetů by měl obvod 230 km) nižší spotřeba energie (LHC má 25x větší energii než SPS, ale stejný příkon) Nevýhody obtížné dosažení přesnosti rozložení mg. polí celý systém v nízké teplotě, chlazení, ochrana před přechodem Specifické jevy: přetrvávající proudy (persistent) pole i bez budících proudů přechod quench: SC--> NC, náhlé uvolnění akumulované energie měrné teplo o několik řádů menší, stačí malé přehřátí Kryostat T~1,8 K Tank v kryostatu s kapalným heliem Struktura: vakuová nádoba (ocel) tepelná izolace (70 K) tepelná izolace (5-10 K) mechanická podpora (1 t/m) Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 7

potrubí na kryogenní kapaliny vakuový systém Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 8

Obrázek 5 Supravodivé kabely použité v urychlovači HERA Obrázek 6 Průřez dipólem pro LHC Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 9

REZONÁTORY Účinnost η acc = P b P mains NC: 5-10 % SC: 50 % Materiál kritická teplota (K) urych. gradient (MV/m) Pb 7,2 26 Nb 9,2 60 Nb 3 Sn 18,2 100 Využití Všechny HE JF: CEBAF, Newport News, Virginie Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 10

VAKUUM Kategorizace Kategorie Zkratka minimální tlak (Pa) Nízké LV 3 10 3 Střední MV 10-1 Vysoké HV 10-4 velmi vysoké VHV 10-7 Ultravysoké UHV 10-10 Extrémně XHV 10-10 ultravysoké VÝVĚVY 1. Transportní a. Mechanické i. rotační olejové ii. vodní b. s přenosem impulsu i. difúzní ii. turbomolekulární c. ionizační s elektrostatickým polem 2. Sorpční a. ionizační s elektrickým i magnetickým polem b. založené na vazbě plynů na stěnách i. kryokondenzační ii. kryosorpční iii. sublimační getrové (sublimace titanu) iv. iontové chemisorpční MĚŘENÍ NÍZKÝCH TLAKŮ Měření nepřímé: pomocí jiných veličin: 1. Síla a. Pístové, diafragmové, piezoodporové 2. hydrostatický tlak 3. viskozita (odpor kyvadla, oscilátoru) 4. měrná tepelná vodivost (Pirani 1906) 5. interakce elektronů a plynu 6. ionizace (Penning) Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 11

Urychlovače přednáška č. 10 Zdeněk Doležal 12