[科目]  物理

[关键词]  物理科普/回旋加速器

[文件]  wlkp6.doc

[标题]  回旋加速器

[内容]

回旋加速器

回旋加速器是自己加速质子、氘核、α粒（氦的原子核）等使之获得高能量的装置。它是核物理研究的重要工具。图3-33为回旋加速器的示意图。D1、D2为装于同一水平面上的半圆形中空铜盒（又称D形盒）。两盒间留有一定宽度的间隙，置于真空中。由大型电磁

D形盒间，这个电压将在两盒空隙间产生电场以加速带电粒子，而盒内由于电屏蔽效应其电场强度趋近于零。在加速器中心有离子源。产生的离子通过离子源的引出孔而进入回旋加速器中。假设此时D2正好处于高电位，则离子将被两D形盒间的电场加速而进入D1盒中。D1盒中不存在电场，但却存在由电磁铁产生的匀强磁场。因而离子以不变的速率在D1盒中作匀速

目“电荷的圆周运动”）是确定值，它与速度v和半径r的数值无关。因

T0=T，这时两D形盒的电位差的方向与前者相反，D1处于高电位状态。离

从D2穿出，继续被加速而进入D1盒中，如此不断，直至被加速到所需的能

而增大。最后当被加速离子趋于D形盒的边缘时，借助于一个有静电电势的偏转板可以控制粒子的运动，使粒子打在内靶或外靶上。假如D形盒的半径为RD，则RD是离子作圆周运动的最大半径，此时离子速率值最大。

这就是回旋加速器径加速后离子所获得的最大动能。回旋加速器的优点在于以不很高的振荡电压对离子不断加速而得到高能离子流。若采用一次加

=1.8×107（伏特）

即RD=0.48（米），B=1.8（特斯拉）的回旋加速器所获得的氘核能量，等效于直线加速器具有一千八百万伏特加速电压所得到的结果。由于

当m随v增大而增大时，f（粒子旋转频率）必然随之减小。若f0恒定，则破坏了f0=f的条件，甚至可能起到减速粒子的作用。若使电子和氘核具有相同能量，由于电子质量远小于氘核，其速度就应远大于氘核，它将很快受到上述相对论效应的限制。因而回旋加速器一般用来加速较大质量的粒子，而不用以加速电子。加速电子可利用“电子感应加速器”。