Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ1 Física de Aceleradores Prof. Marcelo Sant’Anna Sala A-310 (LaCAM) e-mail:

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1 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ1 Física de Aceleradores Prof. Marcelo Sant’Anna Sala A-310 (LaCAM) e-mail: mms@if.ufrj.br

2 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 2 Aceleradores Eletrostáticos

3 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 3 Aceleradores Eletrostáticos (algumas referências históricas) “A brief history and review of accelerators”, P. J. Bryant

4 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 4 Cockcroft-Walton Foto de um multiplicador de voltagens Cockcroft-Walton. Esta parte do acelerador foi utilizado para o desenvolvimento da bomba nuclear. Foi construído em 1937 e atualmente exposto no Museu de ciências de Londres

5 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 5 Van de Graaff O primeiro VDG foi construído por Robert Jemison Van de Graaff, enquanto estava em Princeton, em 1929. Na PUC-Rio há um VDG de 4 MV desde os anos 60

6 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 6 Tandem (maiores detalhes mais tarde) Ex.: o (Van de Graaff) Tandem modelo Pelletron de 1.7 MV do LaCAM (IF-UFRJ)

7 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 7 Aceleradores de campos variáveis (usando “aceleração resonante”)

8 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 8 Aceleradores de campos variáveis (algumas referências históricas) “A brief history and review of accelerators”, P. J. Bryant

9 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 9 Alternando “tubos de deriva” e potenciais V(t). Notar a “aceleração resonante” (sincronização!). Notar comprimentos variáveis dos tubos. Ver animação em: www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Meca/Charges/linac.html RF Linac

10 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 10 Ciclotron Novamente, sincronização! Ver animação em www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Meca/Charges/cyclotron.html

11 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 11 + avanços Avanços na estabilidade de fase, focalização, transporte de feixe... Outros aceleradores Ex.: “Strong focusing” Crédito: Mark Mandelkern

12 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 12 Ex.: Síncrotron (de elétrons)

13 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 13 Ex.: Síncroton de íons

14 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 14 Pressão variável e calibrada Célula gasosa Análise do estado de carga Detecção X-X- X -, X 0, X +,...  -1 d 0d0d Voltando ao Pelletron de 1.7 MV do LaCAM ACELERADOR

15 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 15 A fonte de íons por sputtering

16 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 16 v E B q v E B q O Filtro de Wien

17 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 17 O Filtro de Wien

18 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 18 O acelerador propriamente dito Feixe da fonte de íons “stripper” gasoso Ímã Feixe para experimentos X-X- X -  X p+ X p+

19 Laboratório de Física Corpuscular - aula 2 - 2007.1 - Instituto de Física - UFRJ 19 O ímã seletor de momento Experimentalmente, usamos para calibração: Ou, B  B 