I bob. Tezlatgichlar va ularning turlari

pc
T
m c
m c
Ì ýÂ
=
+
−
=
9
9
1, 6 10
1,3 10
2,1 .
R
ì
−





Rossiyaning Protvino shahrida joylashgan va protonlarni 70 GeV gacha 
tezlatadigan tezlatkichning radiusini baholaymiz. Yuqorida keltirilgan (11) 
formuladagi m
o
c
2
ifodani pc kattalikka nisbatan kichik bo’lgani uchun hisobga 
olmaymiz. U holda tezlatkich radiusi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: 
70
,
pc
T
ÃýÂ
 =
9
9
3 10
70 10
210
R
ì
−
 
 
=
( amalda 236 m). 

---

Fermi nomidagi laboratoriyada (AQSH) joylashgan tezlatkich protonlarni 500 
GeV gacha tezlatadi. Bu tezlatkichning radiusini 
baholaymiz, ya’ni: 
9
9
3 10
500 10
1,5
R
êì
−
 


=
(amalda 1 km). 
Bu baholashlar inshoat o’lchamini belgilaydi va yirik tezlatkichlarqurish 
yo’liga keskin iqtisodiy chegara qo’yadi. 
Ushbu yo’nalishda sezilarli rivojlanish, ya’ni progress bo’lishi mumkinmi? 
Turli ferromagnitlardagi erishish mumkin bo’lgan magnit maydon induksiyasining 
chegarasi bir biriga juda ham yaqin va yaxshi tushunarli holdir. Ferromagnitizm bu 
elektronning spin aylanishi natijasida hosil bo’ladigan xususiy magnit momenti 
bilan bog’langan. Agar ba’zi bir atomda aynan bir kvant holatda ikkita elektron 
bo’lib qolgan taqdirda ularning spinlari qarama qarshi yo’nalishda joylashib oladi. 
Bu Pauli prinsipi deyiladi. Ushbu prinsipni oddiy qilib aytganda, atomda to’rtta 
kvant soni bir xil bo’lgan ikkita elektron mavjud bo’lishi mumkin emas. Shuning 
uchun to’rtinchi kvant soni, ya’ni spin yo’nalishi farq qilishi kerak. Bunday elektron 
juftliklarning yoki hamma elektron juftliklar magnit momentlari bir birlarini 
kompensatsiyalaydi va natijaviy magnit momenti nolga teng bo’ladi. Atomdagi toq 
elektron faqat bitta bo’ladi va uning mavjudligi ferromagnitizm bilan bog’liq 
bo’ladi. Ma’lumki, hamma element atomlari deyarli bir xil o’lchamga ega. Demak, 
qattiq jismlarning 1 sm
3
hajmidagi atomlar soni moddadan moddaga o’tganda 
sezilarli o’zgarmaydi. Ferromagnitizmga sababchi bo’lgan hamma elektronlarning 
spinlari bir tomonga qarab burilgan bo’lsa, moddaning maksimal magnitlanishiga 
erishiladi. Bu yerdan ko’rinadiki, to’yinish induksiyasi kattaligi hamma ferromagnit 
moddalarda bir biriga juda ham yaqin bo’ladi. Amalda ham xuddi shunday. 
Ko’pchilik hollarda elektromagnitning o’zagi sifatida temir olinadi. Bunga sabab, 
uning boshqa moddalardan magnit xususiyatlari bo’yicha ustunligi emas, balki 
uning arzonligidir. Tezlatkichlarda magnit induksiyasini oshirishning amalga 
oshirsa bo’ladigan yagona yo’li, bu, odatdagi elektromagnitlardan o’ta o’tkazuvchan 
moddalardan yasalgan elektromagnitlarga o’tish hisoblanadi. Bunda mavjud 

---

materiallarda induktsiya 2-3 marta oshishi mumkin. Bu eng istiqboli porloq yo’l 
bo’lib, u hozirgi zamonaviy tezlatkichlarda keng qo’llanilmoqda.
Endi (10) formulani tahlil qilishga qaytsak. Bu yerdan ko’rinadiki, doimiy B 
magnit maydonda tezlatilayotgan zarralar hosil qilayotgan trayektoriya radiusi, 
impuls oshishi bilan oshib borar ekan. Bunday maydonda zarra trayektoriyasi 
aylanib kelayotgan spiralni eslatadi. Ushbu holda elektromagnitning magnit qutblari 
butun spiralni qoplovchi disk shaklida qilinadi.Qutblarning radiusi 30 sm
yoki xatto 2 m bo’lgan yaxlit magnit qutblarini qilish qiyin emas. Ammo diametrlari 
1,5 km yoki xattoki 200 m bo’lgan disk shaklidagi magnit qutblarini yasash mumkin 
emas. Demak uncha katta energiyaga ega bo’lgan tezlatkichlar butun(yaxlit) qutbga 
ega bo’lgan domiy magnit maydon bilan ishlaydilar, katta energiyaga ega bo’lgan 
tezlatkichlarda esa bunday maydonni hosil qilib bo’lmaydi. Yirik tezlatkichlarda 
magnit maydon doimiy radiusli tor halqa yo’laklarda hosil qilinadi. Yuqorida 
keltirilgan (10) formula ko’rsatadiki, bunday tezlatkichlarda, tezlatilayotgan 
zarraning ipulsi oshishi bilan B induktsiya ham oshib borishi shart. Endi siklik 
tezlatkichlar sinfiga kiruvchi tezlatkichlar, ya’ni siklotron, fazotron, mikrotron, 
betatron va sinxrotronlar bilan batafsil tanishib chiqamiz.
Sinxrosiklotron - siklotrnning modifikatsiya qilingan varianti. Bunda 
siklotrondan farqli ravishda tezlashtiruvchi elektr maydon chastotasi zarra aylanish 
chatotasining 
kamayishiga 
mos 
ravishda 
kamayib 
boradi.
Tezlatish jarayonida zarralar barqaror oqimini avtomatik ravishda hosil qilish 
avtofazirovka prinsipini 1944 — 1945-yillarda V.I.Veksler (1907 — 1966), Mak-
Millan 
(1907-y.t.) 
ishlab 
chiqishdi.
Zarra aylanish chastotasi kamayishi avval bayon qilinganidek, massasining 
relyativistik ortishi va magnit maydonning birmuncha kamayishi sababidan 
sinxrosiklotron impuls tarzida ishlaydi, zarralar oqimi intensivligi siklotrondagidan 
birmuncha kichik, bu tezlatgich ham ogirr zaryadli zarralar proton, deytron, alfa, 
ionlarni 1 
GeV 
energiyagacha tezlashtiradi. 

---

Sinxrosiklotronda zarra tezlashtiruvchi kamera markazidan chetlarigacha
spiralsimon aylanib boraveradi. Energiyasi ortishi bilan kamera oMchami
ham otrib boradi, kameraning to‘la hajmi magnit qutblari orasidajoylashgan
bo‘ladi, bu esa ko‘p tonnalab temir elementini bo‘lishligini talab etadi,
qurilma tannarxining keskin otrib ketishiga olib keladi. 
Sinxrosiklotron fazotron deb ham yuritiladi. Siklik rezonans tezlatkichi 
bo’lib, og’ir ionlarni tezlashtiradi. Ishlash prinsipi siklotronnikiga o’xshash bo’lib, 
avtofazirovka muhim ro’l o’ynaydi. Elektromagnit qutblarining diametri katta 
bo’lib, 6 m ga yetib boradi va tezlashtirilgan zarracha energiyasi ham yetarli 
darajada katta bo’ladi. Odatda sinxrotsiklotronning tezlatish sistemasi bitta duantli 
qilib tayyorlanadi. 6-rasmda sinxrosiklotronning tezlatish sistemasi aks ettirilgan. 
Ikkinchi duant vazifasini yerga ulangan metall ramkasi (1) bajaradi. Ramka va 
ikkinchi duant (2) orasida bo’shliq bo’lib (4), bu tezlashtirish maydoni hisoblanadi. 
Sinxrosiklotronda kuchlanishning katta qiymati ishlatilmaydi. Yuqori chastotali 
kuchlanishning amplituda qiymati 25-30 kV ortmaydi. Duantga berilayotgan 
chastotani modilyatsiyalash, yuqori chastota generatorga ulangan o’zgaruvchan 
kondensator (3) orqali amalga oshiriladi. Sinxrosiklotronda ion manbasi impuls 
rejimida ishlaydi. Tezlashtrilayotgan ionlarning energiyasini oshirish uchun 
duantlarga ionlarning aylanish chastotasi kamayib borishiga qarab, chastotasi 
kamayadigan kuchlanish qo’yiladi. Bunday tezlatkichlar fazotron yoki 
sinxrosiklotron deyiladi va bunday tezlatkichlarda ionlarning energiyasini 800 MeV 
va undan ham katta energiyalargacha oshirish mumkin. Siklotronda ionlar deyarli 
uzluksiz tezlatiladi, chunki zarralar yuqori chastotali generator tebranish davriga 
teng bo’lgan vaqt davomida tezlatiladi. Fazotronda ionlar porsiyasini tezlatishga 
to’g’ri keladi, negaki ionlar energiyasi oshishi bilan generator o’z chastotasini 
kamaytiradi. Fazotronda proton, deyton va α-zarralar tezlatiladi. Masalan, Yadro 
tadqiqotlari birlashgan institutining (Dubna shahri, Rossiya) sinxrosiklotroni 
magnitining radiusi 3 m bo’lib, uning massasi 7000 t. Zarralar energiyasi qutbiy 

---

uchlik radiusining kvadratiga proporsional bo’lgani uchun energiyani oshirish uchun 
magnitning o’lchamini kattalashtirish kerak. Natijada fazotron magnitining massasi 
bir necha ming tonna bo’ladi. Ushbu sinxrosiklotronda protonlar – 680 MeV, 
deytronlar – 420 MeV, va α-zarralar – 840 MeV gacha tezlatiladi. 
6-rasm. Sinxrosiklotronning tuzilishi 
1967-yilda Gatchina shaxrida 1 GeV energiyagacha tezlashtiruvchi 
sinxrosiklotron ishga tushirildi. Bu eng katta energiya beruvchi tezlatkich 
hisoblanadi. Uning parametrlari 1-jadvadada berilgan. 
1. Jadval. Sinxrosiklotronning parametrlari 
Kattaliklar 
Son qiymati 
Proton zarrachasining eng yuqori energiyasi, GeV 
1 
Kamera ichidagi zarracha oqimining tok kuchi, μA 
3 
Tashvariga chiqarilgan zarrachalar intensivligi, zarr./sek 
5·10
12 
Orbita radiusi, m 
3.165 
Tok impulьsining o’tish davomiyligi, mks 
250 
Impulslarning takrorlanish chastotasi, Hz 
40 

---

Chastotaning o’zgarish sohasi, MHz 
13,18-28,88 
Tezlatish kuchlanishining amplitudasi, kV 
10 
Yuqori chastota sistemasining quvvati, kVt 
150