什么是回旋加速器(Cyclotron)？

回旋加速器是一種粒子加速器，它利用恒定的磁場和交變電場來加速粒子的螺旋運動。這類粒子加速器是最早設計出來的，與早期的直線加速器相比有幾個優點，雖然技術的進步使更復雜的粒子加速器成為可能，但回旋加速器在許多不同...

回旋加速器是一種粒子加速器，它利用恒定的磁場和交變電場來加速粒子的螺旋運動。這類粒子加速器是最早設計出來的，與早期的直線加速器相比有幾個優點，雖然技術的進步使更復雜的粒子加速器成為可能，但回旋加速器在許多不同領域仍有一些用途。回旋加速器仍然可以用于物理實驗，尤其是作為多級加速器的早期部件。科學家于1932年開發出一種燒杯，回旋加速器是一種粒子加速器，它使用圓周運動，通常是以向外生長的螺旋形運動，加速粒子，使其有多種不同的用途。粒子加速通常需要相當大的距離，以使粒子達到足夠的速度用于實驗。然而，回旋加速器的設計允許使用較小的加速器來達到很好的效果，回旋加速器的工作原理是利用一對高功率的電極，每一個電極的形狀都像一個"D"，兩個電極的平面相對，形成一個完整的圓形。從圓的中心開始，一個粒子開始遠離中心，但是通過吸引和斥力，它被拉成圓周運動。二極管在它們之間交替充電，這樣粒子就朝一個方向加速，當它被一個粒子推開并吸引到另一個粒子時，它就會彎曲，然后繼續兩個電極之間的模式如果不去管它會產生一個完美的圓周運動，但是在兩個二極管之間產生了一個磁場，這個磁場垂直于粒子的圓周運動。這個磁場稍微改變了粒子的運動，所以每次它經過兩個電極之間時，它都會稍微偏離圓的中心通過稍微向外移動粒子，它在加速過程中所走的路徑就變成了向外生長的螺旋形而不是一個圓。這使得粒子最終撞擊到安全殼內部的目標區域，回旋加速器的一個主要缺點是靶區只能用于以牛頓物理計算的速度運動的粒子。更高的速度會導致相對論效應的發生，并且目標不會被正確撞擊，這意味著回旋加速器通常不能產生較新的線性加速器所能產生的加速度水平，然而，已經開發出了等時回旋加速器，它可以補償粒子的相對論性變化，而且非常有效。

發表于 2020-09-17 20:40
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分類：科學教育

什么是回旋加速器(Cyclotron)？

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