Синхротрон

Синхротроны разгоняют поданные в них частицы до гораздо больших энергий, чем Линейные ускорители, но не могут быть началом ускорительной системы. Старт - всегда линейный ускоритель с ионным источником. У синхротронов есть минимальная входная энергия частиц - обычно 5 МэВ, но регулируется в конфиге.

Пример синхротронного ускорителя.

Сборка

Синхротрон - это квадратный тор из корпуса или стекла ускорителя шириной ровно 5 блоков. Энергия, теплоноситель, редстоун и доступ для компьютеров идут через специальный Порт кольцевого ускорителя — обычный порт ускорителя и порт ионного источника на кольце не подходят. Ввод и вывод частиц - через порты пучка ускорителя. По центру должно идти непрерывное кольцо блоков пучка. Любой порт пучка должен быть соединён с центральным кольцом блоком пучка. Пример - на противоположной странице.

В каждом углу и в местах пересечения с портами пучка должен стоять дипольный магнит. Минимум для синхротрона - 4 диполя. Примеру выше потребуется не менее 5.

Наконец, внутренние углы ускорителя не должны быть корпусом или стеклом ускорителя. В эту область можно ставить некоторые охладители. Пример ниже.

Работа

Синхротрон работает как и любой ускоритель - требует энергии и теплоносителя. Ему нужен уже существующий пучок частиц с минимальной энергией (по умолчанию 5 МэВ). У синхротрона может быть несколько портов пучка, но в любой момент только один работает на вход и один на выход. Переключение портов пучка автоматизируется через редстоун или Open Computers.

Управление редстоуном

Как и в линейном ускорителе, сигнал редстоуна на контроллер (или на входной порт редстоуна) включает его, а энергия выхода равна E = Eₓ·Sᵣ/15.

Так же как у линейного, выходной энергией можно управлять через Open Computers - см. раздел Open Computers.

Энергия частицы

Энергия частиц на выходе синхротрона считается сложнее, чем у линейного ускорителя. Её ограничивают два фактора, и меньший из них и будет максимальной энергией выхода Eₓ = min(Eᵩ, Eᵣ). Они связаны с силой дипольного поля и потерями на синхротронное излучение.

Предел от силы диполей

Максимальная энергия (в ГэВ) от силы диполей: Eᵩ = (q·B₂·R)² / (2m), где q - заряд частицы, B₂ - дипольная сила (сумма по всем диполям), R - радиус синхротрона, m - масса частицы в МэВ/c². Для тяжёлых частиц (протоны) это основное ограничение.

Предел от излучения

Максимальная энергия (в ГэВ) от потерь на излучение: Eᵣ = m·(3VR/|q|)^0.25, где V - напряжение ускорителя (в кВ). Для лёгких частиц (электронов) это основное ограничение.

Синхротронные порты

На синхротроне можно установить особый порт - синхротронный порт ускорителя. Он выпускает синхротронное излучение (высокоэнергетические фотоны). К нему применимы те же правила размещения, что и к портам пучка. Установить можно только один.

Количество pu/t фотонов равно количеству pu/t частиц, проходящих через синхротрон; фокус совпадает с фокусом частиц; энергия (в МэВ) равна Eᵧ = E³ / (2πR(1000m)³), где E - энергия (в МэВ) выходной частицы синхротрона.

Так как энергия пропорциональна 1/m³, у лёгких частиц вроде электронов фотоны получаются значительно более энергичными.