例谈几种常见加速器的工作原理 浙江奉化中学 王军明 加速器的全称是“带电粒子加速器”,顾名思义，它是利用电磁场加速带电粒子的装置。带电粒子包括电子、质子、α粒子和各种离子。加速器将电磁能量转移给带电粒子,使带电粒子速度加快,能量增高。自1931年首台静电加速器问世以来，这种作为探索原子核结构而发展起来的粒子加速器得到迅速的发展。加速器类型已增加到20多种。数量已达五千多台。按粒子在加速过程中的轨迹和加速原理相结合的分类方法：可分为高压加速器、感应加速器、直线加速器和回旋加速器。04年高考又把“回旋加速器”列入考试大纲，所以本文结合例题简单谈谈这几类加速器的工作原理。 一、高压加速器 高压加速器是利用直流电场加速带电粒子的加速器。这类加速器结构简单，造价低廉。 例1、串列加速器是用来产生高能离子的装置。如图（一）中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b 处有很高的正电势U,a 、c 两端均有电极接地（电势为零）。现 将速度很低的负一价碳离子从a 端输入，当离子到达b 处时， 可被设在b 处的特殊装置将其电子剥离，成为n 价正离子， 而不改变其速度大小，这些正n 价碳离子从c 端飞出后进入 一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B 匀强磁场中，在磁 场中做半径为R 的圆周运动，已知碳离子的质量 kg m 26100.2-?=，v U 5105.7?=，,2,50.0==n T B 基 元电荷c e 19106.1-?=,，求R. 解析：设碳离子到达b 处时的速度为1v ,从c 端射出时的速度为2v ，由能量关系得eU mv =2121 ……①，neU mv mv +=21212221……②，进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得R v m B nev 222=……③ ， 由以上三式可得 e n mU nB R )1(21+=……④ ， 由④式及题给数值可得R=0.75m 二、感应加速器 例2，电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场加速电子的。在圆形磁铁两极之间有一环形真空管，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速。被加速的电子同时在洛仑兹力的作用下沿圆形轨道运动。在10-1ms 内电子已经能获得很高的能量了。最后把电子引入靶室，进行实验工作。北京正负电子对撞机的环行周长为=240m,加速后电子在环中做匀速圆周运动的速率接近光速，其等效电流大小I=8mA,则环中约有多少个电子在运行？ 解析：一周内每个电子通过每一截面一次，设电子个数为N,周期为T.则,T Ne I =c L T =,
加速器原理总结 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
加速器原理总结 第一章：绪论 1、加速器的分类： 1) 按加速粒子的种类分: ①电子加速器;②离子加速器;③全粒子加速器. 2) 按粒子运动轨道形状分: ①直线加速器;②回旋加速器;③环形加速器. 3) 按加速电场的种类分 ①高压;②感应;③高频共振加速器; 2、加速器束流品质 （1）粒子的品种（电子、离子、全粒子） （2）束流能量及可调范围; （3）束流的能散度：E E ? （4）束流强度及时间特性：I，直流束或脉冲束。 （5）束流的发射度： ' (,) S r r ε π =() mm mrad ? 3、粒子运动参数的相对论表达式 相对速度：v c β= 粒子质量： m= 粒子能量：
2 0mc ε=; 22 mc ε== = 001)W εεε=-=- 2 0() w P mv m c mc c c βεβ β+==== 由：22 mc ε== = 1 2 220 ()βεεε=- ? 1112222 2 00001122000111()[()()][()]11 [(2)][(2)]P w c c c w w w c c εεεεεεεεεεεε=-=-+=+=-+=+ 第二章 带电粒子的产生→电子枪和离子源 1、电子枪-基本结构和工作原理 （1）热发散电子枪的结构及工作原理 （2）场致式电子枪的结构及工作原理 2、离子源-基本结构和工作原理 （1）高频离子源的结构及工作原理; （2）双等离子源的结构及工作原理; （3）ECR 离子源的结构及工作原理. （4）离子源中产生等离子体的基本过程：电离、离解过程；复合过程；动态平衡。 3、离子源的束流品质 （1）束流强度； （2）束流的发射度；
第1章物联网的概论 练习题 一、单选题 1．手机钱包的概念是由（B）提出来的。 A、中国 B、日本 C、美国 D、德国 2．第三次信息革命在（D）年。 A、1999 B、2000 C、2004 D、2010 3．（D）给出的物联网概念最权威。 A、微软 B、IBM C、三星 D、国际电信联盟4．（d）年中国把物联网发展写入了政府工作报告。D A、2000 B、2008 C、2009 D、2010 5．第三次信息技术革命指的是（）。B A、互联网 B、物联网 C、智慧地球 D、感知中国 6．智慧地球是(D)提出来的。 A、德国 B、日本 C、法国 D、美国 7．第一次信息革命在（A）年。 A、1980 B、1985 C、1988 D、1990 8．2009年中国RFID市场的规模，将达到(A)。 A、50亿 B、40亿 C、30亿 D、20亿 9．2005年到2010年，中国RFD市场规模的负荷平均增长率，高达（B）。A、80% B、85.40% C、90% D、92% 10．第二次信息革命在（C）年。 A、1990 B、1993 C、1995 D、1996 11．IDC预测到2020年将有超过500亿台的（A），连接到全球的公共网络。 A、M2M设备 B、阅读器 C、天线 D、加速器 12．物联网的发展分（B）。 A、三个阶段 B、四个阶段 C、五个阶段 D、六个阶段 13．物联网在中国发展将经历（A）。 A、三个阶段 B、四个阶段 C、五个阶段 D、六个阶段 14．中国在（A）集成的专利上没有主导权。 A、RFID B、阅读器 C、天线 D、加速器 15．2009年10月（）提出了“智慧地球”。A A、IBM B、微软 C、三星 D、国际电信联盟 二、判断题（在正确的后面打√，错误的后面打×） 1. 物联网包括物与物互联，也包括人和人的互联。(√) 2. 物联网的出现，为我们建立新的商业模式，提供了巨大的想象空间。（√）
粒子加速器：particle accelerator 一种用人工方法产生快速带电粒子束的装置。粒子加速器有三个基本组成部分：粒子源；真空加速系统和导引、聚焦系统。粒子加速器的效能通常以粒子所能达到的能量来表征。粒子能量在100MeV以下的称为低能加速器，能量在0.1～1GeV间的称为中能加速器，能量在1GeV以上的称为高能加速器。按照被加速粒子的种类，加速器可分为电子加速器、质子加速器和重粒子加速器等。按照加速电场和粒子轨道的形态，又可分为四大类：直流高压式加速器、电磁感应式加速器、直线谐振式加速器和回旋谐振式加速器。它们各自都有适于工作的粒子品种、能量范围以及性能特色。近年来，大中型的粒子加速器（如重离子加速器和高能加速器等）往往采用多种加速器的串接组合：例如由直流高压型加速器作预加速器，注入直线谐振式加速器加速至中间能量，再注入回旋谐振式加速器加速至终能量。这样的系统有利于发挥每一类加速器的效率和特色。（撰写：陈佳滠审订：关遐令） 串列加速器：tandem accelerator 利用一个高压使带电粒子获得两次加速的静电型加速器。串列加速器的直流高压通常由输电系统将电荷从低电位输送到高压电极上而形成。它的工作原理是将由负离子源产生负离子注入到加速器主体中，在高压电极的正电场的作用下，经低能段加速管被第一次加速。当负离子到达高压电极后，通过电子剥离器并被剥掉2个或多个电子，变为正离子。在高压电极作用下，正离子经高能段加速管再次被加速。图为中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器主体外貌。（撰写：秦久昌审订：关遐令） 高压倍加器：Cockcroft-Walton accelerator 利用倍压整流方法产生直流高压，对离子或电子加速。其倍压整流工作原理如图所示，主要由高压变压器，高压整流器和高压电容器等组成。在无负载时，倍压整流线路输出的高压V随倍压级数n增加而线性增加，可表达为V-2nVa，式中Va为高压变压器T的次级绕组交流电压峰值。当有负载时，随着级数n的增加，线路的电压降和电压波动会严重增加，因此级数n不能太高。一般倍压整流器可输出直流高压从几百千伏（大气中）到兆伏级（高气压下）。高压倍加器由高压倍压整流电源，离子源（或电子枪），加速管、聚焦和传输系统，真空和控制系统组成。高压倍加器的输出功率较大，可以用作较理想的中子源，X光源少离子注入机。（撰写：秦久昌审订：关遐令） 静电加速器：electrostatic accelerator; Van de Graff accelerator 一种利用直流高压静电场对带电普子进行加速的高压型加速器。1933年美国范德格拉夫首先提出一种新的起电原理：一个圆筒形金属高压电极由几根绝缘柱支承。位于底部的电晕针排加电压后，电晕放电产生的离子（或电子），由橡胶带输送到高压电极上形成直流高压。早期静电加速器工作在大气中，由于气体击穿，限制了高压进一步升高，最高电压为6MV。后来发展为高气压型静电加速器，即把静电发生器，离子源和加速管等封在钢筒内，充以高压绝缘气体，大大地提高了电场击穿场强。静电加速器结构如图所示。静电加速器较其他加速器有如下特点：被加速离子的能量连续可调、离子的能量单一、可加速多种离子或电子、离子束聚焦良好、离子束靶点小。静电加速器是低能核物理实验的理想工具，同时还广泛应用于离子注入，材料分析、材料辐照等领域。（撰写：秦久昌审订：关遐令） 电子直线加速器：electron linac; electron linear accelerator 利用射频电场来加速电子的直线轨道加速器，由电子枪、加速管、射频功率源、射频传输、真空、冷却水、束流引出和控制等系统组成。迄今全世界已有数千台电子直线加速器用于放射治疗、无损探测、辐照加工和科学研究诸多领域。电子能量从几兆电子伏到几十吉电子伏，长度从几十厘米到几千米。现有的大部分电子直线加速器都工作在S波段，目前正在研制X波段加速结构。这种新结
习题答案 核技术及应用概述 1、核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相互作用为基础，以加速器、反应堆、核武器装置、核辐射探测器和核电子学为支撑而发展起来的综合性现代技术学科。 2、广义地说，核技术可分为六大类：核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技术，辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。 3、主要是利用核裂变和核聚变反应释放出能量的原理，开发出能源或动力装置和核武器，主要应用有：核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。 4、在痕量元素的含量和分布的分析研究中，利用核探测技术、粒子加速技术和核物理实验方法的一大类分析测试技术，统称为核分析技术。 特点： 1.灵敏度高。比如，可达百万分之一，即10-6，或记为1ppm；甚至可达十亿分之一，即10-9，或记为1ppb。个别的灵敏度可能更高。 2.准确。 3.快速。 4.不破坏样品。 5.样品用量极少。比如，可以少到微克数量级。 5、定义：应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，揭示用其他方法不能分辨的内在联系，此技术称放射性同位素示踪技术。 有三种示踪方式：1)用示踪原子标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。2)将示踪原子与待研究物质完全混合。3)将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。 6、放射性示踪 7、核检测技术: 是以核辐射与物质相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪器。 特点：1）非接触式测量；2）环境因素影响甚无；3）无破坏性：4）易于实现多个参数同时检测和自动化测量。 8、辐射照射技术：是利用射线与物质的相互作用，将物质置于辐射场中，使物质的性质发生有利改变的技术。 辐射交联的聚乙烯有什么优点：热收缩、耐热、机械强度大为提高、耐有机溶剂、不易被溶解、电绝缘性能很好，且不怕潮湿。 9、X射线断层扫描(XCT)、核磁共振显像仪(NMR-CT)、正电子发射显像仪(PECT)，同位素单光子发射显像仪(SPECT)和康普顿散射显像仪(CST)； 10、核医学是当今产值最大、发展最快的核辐射设备。 第一篇核技术基础知识 1、具有确定质子数和中子数的原子核称做核素。 质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。 2、结合能是质子和中子结合构成原子核时所释放的能量。 3、7.476Mev 4、结合能是：2.224 Mev 比结合能是：1.112Mev 5、γ衰变特点：
感应加速器的原理和技术 张伦 （国防科大三院三队，长沙，410072） 摘要：简要分析了回旋加速器存在的缺陷，说明了感应加速器的原理，并对相关技术进行了初步的探究。 关键词：感应加速器 1 问题的提出 目前，粒子加速器按照粒子加速过程中路径的不同可分为直线型和曲线形，在中学的学习中，我们简要的了解了直线型加速器和劳伦兹回旋加速器的相关原理。劳伦兹加速器能够实现在小范围内利用较低电压加速粒子的目的，减少了加速器的建造成本和体积，但是劳伦兹加速器在粒子加速上有不可避免的自身缺陷： 最初发明回旋加速器的思想是：粒子在无场的D 型盒内转半个周期的时间，必须严格等于D 型间隙的加速场变化半个周期的时间。可是实际上，考虑高速情况下粒子质量的相对论效应，粒子在磁场中的旋转周期是随着粒子能量的增长而增长的。[1] ZeB m T c π2= （1） 2/120)1(β-=m m ~质量相对论效应 （2） 另一方面由于磁感应强度B 沿着半径增大而减小，两者更加大了在粒子加速过程中旋转周期c T 与加速电场周期间的差距。从而使粒子 不能与加速电场“谐振”而导致在电场中减速，限制了最大速度。
2 解决原理 由电磁感应定律可知：随时间变化的磁感应强度B 会感生涡旋电场，其大小和分布由下式决定： t B E ??-=?? （3） 在电子感应加速器中，通常采用轴对称分布的磁场，因此涡旋电场的形状是闭合的圆环，电场的方向则与磁感应强度增长的所组成的右手螺旋系统方向相反。由于涡旋电场的性质，进入到电场区并符合一定初始条件的粒子，有可能被这样的涡旋电场连续的加速而获得较大的速度，并且在这个过程中不受粒子质量相对论效应的影响。这样就克服了回旋加速器的速度限制。 3、感应加速器原理和技术 3.1沿恒定轨道加速电子的条件 在轨道附近的环形狭窄区域，设置了迫使电子做圆周运动的导引磁场，为了使电子在加速过程中沿一个恒定的轨道运动，必须是导引磁场强度)(0 t B R 随时间的增长率与粒子动量)(t P 的增长率之间保持平衡，由此决定粒子加速过程中运动的平衡轨道[2]，下面我们探究两者之间关系： 粒子在磁场中作圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足 )()()(020 2t B t ev R t mv R = （4） 即 ) ()(00t eB t P R R = （5）
加速器概述 accelerator 定义 定义：一种使带电粒子增加速度（动能）的装置。加速器可用于原子核实验、放射性医学、放射性化学、放射性同位素的制造、非破坏性探伤等。粒子增加的能量一般都在0.1兆电子伏以上。加速器的种类很多，有回旋加速器、直线加速器、静电加速器、粒子加速器、倍压加速器等。加速器是用人工方法把带电粒子加速到较高能量的装置。利用这种装置可以产生各种能量的电子、质子、氘核、α粒子以及其它一些重离子。利用这些直接被加速的带电粒子与物质相作用，还可以产生多种带电的和不带电的次级粒子，象γ粒子、中子及多种介子、超子、反粒子等。目前世界上的加速器大多是能量在100兆电子伏以下的低能加速器，其中除一小部分用于原子
核和核工程研究方面外，大部分用于其他方面，象化学、放射生物学、放射医学、固体物理等的基础研究以及工业照相、疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品的辐射处理、农产品及其他食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等。近年来还利用加速器原理，制成各种类型的离子注入机。以供半导体工业的杂质掺杂而取代热扩散的老工艺。使半导体器件的成品率和各项性能指标大大提高。很多老工艺不能实现的新型器件不断问世，集成电路的集成度因此而大幅度提高。加速器的发展 1919年英国科学家卢瑟福(E.Rutherford)用天然放射源中能量为几个MeV、速度为2×109厘米/秒的高速α 粒子束（即氦核）作为“炮弹”，轰击厚度仅为0.0004厘米的金属箔的“靶”，实现了人类科学史上第一次人工核反应。利用靶后放置的硫化锌荧光屏测得了粒子散射的分布，发现原子核本身有结构，从而激发了人们寻求更高能量的粒子来作为“炮弹”的愿望。 静电加速器（1928年）、回旋加速器（1929年）、倍压加速器（1932年）等不同设想几乎在同一时期提了出来，并先后建成了一批加速装置。 粒子加速器particle accelerator 用人工方法产生高速带电粒子的装置。是探索原子核和
2012年3月（上） 科技创新科技创新与应用电子加速器及其应用领域 梁宏斌张玉宝王强斯琴图雅 （黑龙江省科学院技术物理研究所，黑龙江哈尔滨150086） 1国外电子加速器发展 英国科学家柯克罗夫特和爱尔兰科学家沃尔顿在1932年建成世界上第一台直流加速器—— —直流高压加速器。1933年美国科学家范德格拉夫发明了静电加速器。这两种加速器都属直流高压型，能量最高只能到10MeV。1932年美国科学家劳伦斯建成了回旋加速器，通过它获得了人工放射性同位素。1952年柯隆李温斯顿和史耐德发表了强聚焦原理的论文，使加速器能够获得更高的能量。之后，强聚焦原理在环形或直线加速器中被普遍采用。1940年世界上第一个电子感应加速器诞生，其能量可以达到100MeV。1960年陶歇克首次提出了采取两束加速粒子对撞的方式，用于高能反应或新粒子的产生，并通过对掩机上的实验验证了这一原理。 至今全世界已建成1300多台电子辐照加速器。美国、俄罗斯、日本、法国、比利时等多个国家能够生产电子辐照加速器。国外辐射加工产业的电子辐照加速器发展呈现如下特点：（1）电子辐照加速器装置在数量上大幅度增加的同时，产品质量在不断提高，结构紧凑，易操作，维修方便，并且长期运行稳定性、可靠性及智能化水平等有明显提高；（2）电子辐照加速器向低能段和高能段延伸，地那米电子加速器从500kV 至5.5MeV、60-100mA；梅花瓣型电子加速器能量10MeV、功率500-700kW已进入市场；（3）新型电子辐照加速器研发成功。法国帕莱索技术研究所研发成功桌面型电子加速器；美国RPC公司研制成功的"宽束机"全新型多灯丝电子帘加速器；俄罗斯成功地研发出EA10/10型环形电子加速器，其能量5-10MeV，电子束流5-10mA,束功率25-100kW可调。 2我国电子加速器的发展 我国目前主要的电子加速器研制生产单位超过10家，电子加速器生产有了长足的进步。 上海应用物理研究所，主要产品有以下几类：1)EBS-300-15电子帘加速器。能量0.3MeV，束流50mA，应用于橡胶硫化和表面固化等领域。 2)DGB-0.8烟气脱硫脱硝电子加速器，最高能量0.8MeV，束流300mA，扫描宽度2000mm，应用于水处理和燃煤烟气脱硫脱硝。3)高频高压加速器。能量1.5-5.0MeV，束流20～40mA，扫描宽度900～1200mm，广泛应用于电线电缆和热缩材料辐射交联，以及食品保鲜、医疗用品消毒、海关检疫等领域。 江苏达胜加速器制造有限公司，其生产的高频高压加速器，能量范围1.5-4.0MeV，束流30-60mA，主要应用于电线电缆、热缩材料、发泡片材、电子元件等领域。 中国原子能科学研究院，主要产品有以下3种：1)自屏蔽式电子束灭菌加速器。能量为2-2.5MeV，平均束功率大于1．0Kw，具有自屏蔽、体积小、重量轻、生动化程度高、工作稳定的特点。能将邮件中的生物细菌灭杀，还可用于医疗用品的辐射消毒灭菌和食品保鲜等方面。2)工业无损探伤加速器。工业无损探伤直线电子加速器，能量2-9MeV，经转换成x射线后探伤范围达38-380mm，广泛应用于工业无损探伤。3)高能大功率电子加速器。最高能量达10MeV，功率达到15kw。可广泛应用于医疗用品消毒、食品保鲜、海关检疫等领域。 无锡爱邦辐射技术有限公司2004年组建爱邦加速器研究所，开始研发市场需求的新型高频高压电子加速器。现有0.5MeV、0.8MeV、1.0MeV、1.5MeV、2.0MeV、2.5MeV、3.0MeV、4.0MeV等九种型号的高频高压电子加速器。 3电子加速器的应用 3.1辐射交联，辐射交联已经作为一项产业化技术被广泛用于电线电缆及汽车、家电、飞机、航天等电子设备线路。由于经过电子射线辐照后，电线电缆的外皮材料聚乙烯或聚氯乙烯发生交联反应，从而使材料的绝缘性、耐热性、抗化学腐蚀、抗老化及机械强度等都得到明显改善。辐射交联技术应用的另一种重要产品是热收缩材料。它是通过电子射线辐射交联聚乙烯等高分子材料，然后加热后扩张，再经过冷却定型，当重新加热到熔点以上时，热缩材料又新收缩到未扩张前状态，利用它这种可收缩的形状记忆特性来做电线电缆接头以及管道防腐。 3.2辐射固化，辐射固化与传统的化学固化比较，具有无污染、能耗低、速度快、品质均一等优点。而且辐射固化不使用化学溶剂不会造成污染，是一种环保型固化方法。目前辐射固化应用比较成熟的领域有纸张、磁带、陶瓷、金属等产品的表面处理。 3.3辐射硫化，天然胶乳或橡胶在电子射线作用下可发生交联反应，这一过程与橡胶硫化的过程相类似，也称作辐射硫化。在辐射硫化的过程中不需要添加硫化剂和促进剂等加工助剂，同时与传统的化学热硫化方法相比较，避免了交联剂在橡胶基材内部分布不均导致的交联不均匀，同时也避免了温度梯度影响导致的材料性能下降。 3.4辐射降解，高分子聚合物在高能电子作用下，其分子结构发生主链断裂，称为辐射降解。与辐射交联一样辐射降解同样具有工业应用价值，如辐射降解型废塑料的处理和橡胶的辐射再生利用。聚四氟乙烯废料及加工后的边角料经辐射降解处理后，再经粉碎得到的超细粉可用作各种润滑剂及耐磨改进剂使用。 3.5辐射接枝改性，辐射接枝技术是应用广泛的一种高分子粉碎改性方法。通过辐射接枝能够研制出各种性能优异的新型高分子材料，或通过辐射改性改善原有材料的性能。辐射接枝是通过射线辐照引发，不需要向体系添加引发剂，因此接枝聚合物非常纯，完全医用高分子材料的要求。聚乙烯以及聚丙烯类高分子材料性能优良、价格低廉，经过辐射接枝改性后，就可以得到如离子交换树脂、共混增容剂等更有价值的新材料。聚乙烯表面通过辐射接枝上极性分子，可以改善其表面亲水性，使材料在粘接、印刷及涂装过程中的加工性能得到改善。在天然纤维或丝绸上接枝丙烯酰胺或丙烯类单体，可有效改善织物的表面性能，提高其抗皱性。天然橡胶通过接枝改性，再制备粉末橡胶的研究已取得一定进展进展，改性后的粉末橡胶可作为增韧剂和增容剂，用于工程塑料的增韧等方面。 4结束语 21世纪，纳米材料的制备和开发应用已成为材料研究的热点，辐射技术同样可用于纳米材料的制备。它具有合成工艺简单，可在常温常压下操作，成本低廉等优势。我国开发成功的γ辐射合成法，可用于制备纳米氧化物、纳米合金、纳米金属及纳米复合材料等。其中，纳米复合材料是一种新型功能材料，它在非线性光学材料、导电复合材料、屏蔽材料及抗电磁干扰等方面极具潜力。在市场经济快速发展的今天，利用辐射技术，有望为人类开发出更多性能优异的新材料。 参考文献 [1]我国电线电缆辐射加工应用现状及发展趋势[J].电线电缆，2004(1). [2]我国电子加速器辐照装备发展现状与技术评估[C].2009年全国辐射交联线缆及加速器装置发展研讨会.2009. [3]辐射交联高分子材料的进展[C].2005全国辐照交联线缆产业发展问题研讨会，2005. 摘要：我国的电子加速器制造和使用，近年来有了快速发展，目前生产制造企业多达十几家。电子加速器广泛应用于热缩材料、电线电缆、发泡材料、有机PTC材料的辐射交联和辐射接枝；中药、医疗用品、食品、粮食等的辐照消毒、灭菌、杀虫、保鲜；海关检疫、表面固化、水处理、燃煤烟气脱硫脱等各个领域。 关键词：辐射加工；电子加速器；应用 放射事故的发生。本系统中设有多种防护措施，针对辐照装置可能出现的事故情况，设置了多种独立防护措施，并且每种防护措施的触发装带动另一种措施触发，使系统具有联动性。此系统的设计体现了“纵深防御、冗余性、多样性、独立性”的安全设计原则,大大地降低了放射事故发生的概率。 参考文献 [1]殷炳来，段晨旭，王继祥，等.辐照工场电气控制系统中安全措施的实现[J].山东科学.2001,(1):63-66 [2]邱公伟．可编程控制器网络通信及应用[M]．北京：清华大学出版社，1999：20-30. [3]GB17279-1998,水池贮源型γ辐照装置设计安全准则[S]. 3 --
关于医用电子直线加速器，你必须了 解这些！ 近些年，国内的医用加速器技术水平取得了较大进步，在技术的先进性、质量的可靠性，产品的一致性和稳定性方面都得到了不同维度的提升。大体而言，国产放疗设备已经形成了一个完整的体系，具备了提供整套放疗解决方案以服务于患者治疗的能力。 虽如此，国内电子直线加速器高端市场仍主要为医科达、瓦里安、西门子等三家进口企业占领。国产厂商包括新华医疗、东软医疗、海明医疗、利尼科、广东中能、海博科技等主要还是以中低端产品为主，上海联影近几年也涉足了放疗领域，但还未见产品正式上市。 本篇主要以电子直线加速器的基础概念知识为主，在下一篇中，器械之家将主要针对国内电子直线加速器市场及品牌做重点阐述。 电子直线加速器的工作原理 医用电子直线加速器是利用微波电场对电子进行加速，产生高能射线，用于人类医学实践中的远距离外照射放射治疗活动的大型医疗设备，通过下面这个
视频来了解一下电子直线加速器的工作原理：它能产生高能X射线和电子线，具有剂量率高，照射时间短，照射野大，剂量均匀性和稳定性好，以及半影区小等特点，广泛应用于各种肿瘤的治疗，特别是对深部肿瘤的治疗。 医用电子直线加速器的分类 01 按输出能量划分 按照输出能量的高低划分，医用电子直线加速器一般分为低能机、中能机和高能机三种类型。不同能量的加速器的X射线能量差别不大，一般为4、6、8MV，有的达到10MV以上。 低能医用电子直线加速器 低能医用电子直线加速器是一种经济实用的放射治疗装置，可以满足约85%需进行放射治疗的肿瘤患者的需要，而需要进行放射治疗的肿瘤患者又占全部肿瘤患者的70%左右。 (1)只提供一挡X-辐射，用于治疗深部肿瘤，x-辐射能量4—6MV，采用驻波方式时加速管总长只有30cm左右，无需偏转系统，同时还可省去聚焦系统及束流导向系统，加速管可直立于辐射头上方，称为直束式。直束式的一个优点是靶点对称。
《加速器原理及应用》教学大纲 Principle of Accelerator 一、课程基本信息 课程名称：加速器原理及应用 Principle of Accelerator 课程代码：0805080220201 课程类别：专业课 学时：40学时 学分：3个学分 考核方式：考查 二、教学目的及要求 本课程重点讲述加速器基本概念、基本原理及其应用.希望学生通过本课程学习,深入了解各类加速器的工作原理、结构性能特点、及其主要应用领域. 三、教材 《加速器物理基础》陈佳洱编著，原子能出版社，1993年。 四、参考文献 1、《加速器原理》，徐建铭编著，科学出版社，1973年 2、《粒子加速器原理》, 杜伟燮编著，原子能出版社，1984年 3、《神通广大的射线装置-带电粒子加速器》,方守贤编著，清华大学出 版社，2001年 4、《加速器理论》，刘乃泉主编，清华大学出版社，2004年 五、先修课程 要求学生具备《高等数学》、《大学物理》、《数学物理方法》、《线性代数》、《电动力学》、《理论力学》、《高频电子学》等课程基础。 六、成绩评定 平时成绩、期末成绩各占30%和70%。 七、主要教学内容
第一章绪论(4学时) 一、加速器的基本构成 二、加速器的发展简史 三、加速器的分类 四、加速器的应用 五、粒子运动参量的相对论述 第二章带电粒子源(4个学时) 一、带电粒子束的主要参数 二、离子源的工作原理及结构 三、离子源的主要类型 四、电子和正电子源 第三章高压加速器(4学时) 一、概述 *二、高压发生器 三、高压电场与绝缘介质 四、加速管 五、高压加速器的其它技术 *六、典型高压加速器及其应用 第四章带电粒子在恒定磁场中的运动与聚焦(4学时) 一、粒子的封闭轨道和运动方程 二、带电粒子在均匀磁场中的运动方程 三、带电粒子在常梯度磁场中的运动 四、带电粒子在交变梯度磁场中的运动 第五章感应型加速器(4学时) *一、电子感应加速器工作原理 二、电子感应加速器的结构 三、电子束的性能及电子感应加速器的应用 四、直线感应加速器 第六章回旋加速器(8学时) 一、前言
离子源及加速器的国内外发展 2.1离子源及其主要类型 离子源是加速器的重要部件，它的目的是将样品物质电离成带电地原子离子或分子离子。其工作原理为：热发射或者场致发射产生电子后在放电室内部被加速，得到能量，然后电子开始撞击气体分子使气体分子发生离解、电离，然后形成等离子体（等离子体离子源），最后用引出系统在等离子体中引出离子束。离子源应该具有电离效率高，聚焦性能好，离子初始能量发散小，传输效率高，离子流稳定等特点。根据不同使用条件以及用途，目前已研制出多种类型的离子源。使用比较广泛的就有弧放电离子源、PIG离子源、双等离子体离子源和双彭源。这些离子源都是以气体放电为基础的,因此常被统称为弧源。高频离子源却是利用稀薄气体进行高频放电来令气体电离，一般都用来生产低电荷态的正离子，有时也生产负离子，用作负离子源来使用。而新型的重离子源的出现，使得重离子的电荷态得到显著提高,其中比较稳定的有电子回旋共振离子源(ECR)以及电子束离子源(EBIS)。负离子源性能较好就有转荷型以及溅射型两种。在一定条件下，以气体放电作为基础的各类离子源，都可以提供一部分的负离子束流。 图2.1离子源
①高频离子源 图2.2高频离子源 利用稀薄气体中高频放电使气体发生电离，主要产生低电荷的正离子，不过有时候也生产负离子。 在高频电场之中，自由电子与气体中地原子发生(或分子)碰撞，最后发生电离。从而带电粒子倍增，最后形成无极放电，生产了大量的等离子体。高频离子源的放电管通常使用派勒克斯玻璃或者石英管来制造。高频场则可以由管外螺线管线圈来产生，也可以使用套在管外的圆形电极产生。前者通常称为电感耦合，后者则称之为电容耦合。高频振荡器的频率通常为10 ～10 Hz，输出功率则可以达到数百瓦或以上。 从高频离子源中引出离子的方法主要有两种，其一是在放电管顶端插入一根钨丝来作为正极，而在放电管的尾端则安装一个带孔地负电极，并将该孔做成管形，方便从中引出离子流。其二则是可以把正极做成帽形，然后装它在引出电极地附近，并且放电区就在它的另外一边。但无论采用那一种引出的方式，金属电极都使要用石英或玻璃包裹起来，这可减少离子会在金属表面的复合。
加速器原理总结 第一章：绪 论 1、加速器的分类： 1) 按加速粒子的种类分: ①电子加速器;②离子加速器;③全粒子加速器. 2) 按粒子运动轨道形状分: ①直线加速器;②回旋加速器;③环形加速器. 3) 按加速电场的种类分 ①高压;②感应;③高频共振加速器; 2、加速器束流品质 （1）粒子的品种（电子、离子、全粒子） （2）束流能量及可调范围; （3）束流的能散度： E E ? （4）束流强度及时间特性：I ，直流束或脉冲束。 （5）束流的发射度：'(,) S r r επ = ()mm mrad ? 3、粒子运动参数的相对论表达式 相对速度：v c β= 粒子质量：0 1m β =- 粒子能量：
2 0mc ε=; 22 mc ε== = 001)W εεε=-= 2 0() w P mv m c mc c c βεβ β+==== 由：22 mc ε== = 1 2 220 ()βεεε=- ? 1112222 2 00001122000111()[()()][()]11 [(2)][(2)]P w c c c w w w c c εεεεεεεεεεεε=-=-+=+=-+=+ 第二章 带电粒子的产生→电子枪和离子源 1、电子枪-基本结构和工作原理 （1）热发散电子枪的结构及工作原理 （2）场致式电子枪的结构及工作原理 2、离子源-基本结构和工作原理 （1）高频离子源的结构及工作原理; （2）双等离子源的结构及工作原理; （3）ECR 离子源的结构及工作原理. （4）离子源中产生等离子体的基本过程：电离、离解过程；复合过程；动态平衡。 3、离子源的束流品质 （1）束流强度； （2）束流的发射度；
物联网技术及应用开发习 题与答案 The latest revision on November 22, 2020
第1章物联网的概论 练习题 一、单选题 1．手机钱包的概念是由（B）提出来的。 A、中国 B、日本 C、美国 D、德国 2．第三次信息革命在（D）年。 A、1999 B、2000 C、2004 D、2010 3．（D）给出的物联网概念最权威。 A、微软 B、IBM C、三星 D、国际电信联盟 4．（d）年中国把物联网发展写入了政府工作报告。 D A、2000 B、2008 C、2009 D、2010 5．第三次信息技术革命指的是（）。 B
A、互联网 B、物联网 C、智慧地球 D、感知中国 6．智慧地球是(D)提出来的。 A、德国 B、日本 C、法国 D、美国 7．第一次信息革命在（A）年。 A、1980 B、1985 C、1988 D、1990 8．2009年中国RFID市场的规模，将达到(A)。 A、50亿 B、40亿 C、30亿 D、20亿 9．2005年到2010年，中国RFD市场规模的负荷平均增长率，高达（B）。 A、80% B、% C、90% D、92% 10．第二次信息革命在（C）年。 A、1990 B、1993 C、1995 D、1996 11． IDC预测到2020年将有超过500亿台的（A），连接到全球的公共网络。
A、M2M设备 B、阅读器 C、天线 D、加速器 12．物联网的发展分（B）。 A、三个阶段 B、四个阶段 C、五个阶段 D、六个阶段 13．物联网在中国发展将经历（A）。 A、三个阶段 B、四个阶段 C、五个阶段 D、六个阶段 14．中国在（A）集成的专利上没有主导权。 A、RFID B、阅读器 C、天线 D、加速器 15．2009年10月（）提出了“智慧地球”。A A、IBM B、微软 C、三星 D、国际电信联盟 二、判断题（在正确的后面打√，错误的后面打×） 1. 物联网包括物与物互联，也包括人和人的互联。(√) 2. 物联网的出现，为我们建立新的商业模式，提供了巨大的想象空间。（√）
习题 核技术及应用概述 1、什么是核技术？ 2、广义地说，核技术分为哪六大类？ 3、核能利用与核武器主要利用的什么原理，其主要应用有哪些？ 4、什么是核分析技术，其特点是什么？ 5、什么示放射性示踪技术，有哪几种示踪方式？ 6、研究植物的光合作用过程是利用的核技术的哪个方面？ 7、什么是核检测技术，其特点是什么？ 8、辐射照射技术的定义是什么，辐射交联的聚乙烯有什么优点？ 9、写出以下核技术应用中所涉及的英文缩写的中文含义： XCT NMR-CT PECT SPECT CST 10、什么是当今产值最大、发展最快的核辐射设备？ 第一篇核技术基础知识 1、何谓核素和同位素？ 2、什么是结合能，什么是比结合能？ 3、已知M(1H)=1.007825u, M(n)=1.008665u, M(14N)=14.003074u，14N的比结合能是多少Mev? 4、已知M(1H)=1.007825u, M(n)=1.008665u, M(2H)=2.014102u，求氚核的结合能和比结合能是多少Mev? 5、γ衰变的特点？ 6、何谓半衰期？ 7、应用14C进行考古，已知自然界中为14C/12C 1.0×10-12，某生物化石中为14C/12C 3.5×10-15，求其死亡时间？ 8、什么是韧致辐射？ 9、什么是康普顿-吴有训效应？ 10、放射性活度的定义及它的表达式？ 11、电离辐射的来源有哪些？ 核能利用与核武器 1、什么是原子核的比结合能？ 2、裂变反应堆又哪几部分组成？ 3、试述反应堆的分类？ 4、说明核电站工作原理？ 5、什么是有效增值系数或再生系数，什么是临界状态？ 第二篇核医学成像技术和仪器 1、核子医学仪器包括哪些？ 2、国际规定，作为表达组织密度的统一单位CT值的计算公式是什么？如果水的吸收系数为
《多媒体应用技术》复习题 多媒体技术概述复习题 1、什么是多媒体技术？它有哪些特点？ 多媒体技术就是利用计算机技术来处理文本、图形、图像、声音、视频等多种媒体信息，使之在不同媒体间能够建立起逻辑连接，集成为一个具有交互性的系统。它的特点是集成性、实时性、交互性、数字化 2、声音的质量可分几种等级？质量的高低与哪些因素有关？ 常用声音分波形音频、CD音频、MIDI音频。质量高低与采样频率、采样精度以及声道或信道的个数有关 3、WAV文件与MIDI文件的区别？ MIDI不像WAV文件那样完整的记录音乐的采样数据，而是代之以描述乐谱所必需的消息；对于同一段音乐，MIDI文件占用的空间比WAV文件小成百上千倍；生成或播放MIDI文件所需的硬件也比WAV文件要复杂得多 4、图形与图像有什么不同？位图与矢量图的主要差别是什么？ 图像不像图形那样含有明显的线条（矢量），而是以“像素”作为构成图像的最小元素，用灰度或色彩来显示图像的黑白或颜色。位图占用的空间取决于图像的分辨率与对颜色的要求。图形在电脑里都是计算出来的，要用到大量的数学方程式，因此也叫矢量图，它与辨率无关位图与矢量图的差别 存储空间：矢量图形所需空间远比位图图像小 显示效果来看：矢量图形不如位图图像逼真 运行速度来看：矢量图形不如位图图像快 缩放效果来看:矢量图形不失真,位图会失真 5、简述AVI文件与MPEG文件的差别。 AVI这种文件可以将音频与视频媒体的信息交错录制和同步播放，但他的数据量很大。在MPEG这种文件中，音频和视频数据均被压缩，所以数据量较小。 6、为什么说“存储空间巨大”是音、视频文件的共同特征？ 由于计算机不能直接识别声音和视频信号的模拟信息，必须转化为数字信息后方可被计算机接受，这一转化的过程称为数字化，其目的是将连续的模拟信号将变成不连续的数字信号，所以也称为模／数转换或A／D转换。与音频数字化相似，视频数字化也要经历采样、量化等过程，进行模／数转换。采样频率越高，量化位数越多，得到的数字化音频的质量越高，相应的信息量或文件占据的存储空间也越大。 7、简述CD光盘与DVD光盘的主要区别。 CD和DVD采用类似的技术，两种盘都是同样的尺寸（直径为120mm，厚度为1.2mm，中心，孔洞直径15mm），盘上都有以聚碳酸脂基印制的凹陷和平地。CD光盘只有单面单层盘，而DVD与CD不同的是，DVD除了可有双面结构外，每面还可以有两层用来刻录数据，每一层单独压制，然后结合到一起最终形成1.2mm厚的光盘。制作过程也很相似，只是DVD每一面的每一层是由一块单独的聚碳酸脂塑料压制而成的，然后合并到一起形成完整的光盘。CD和DVD的主要不同在于DVD的密度更高，激光波长更短，从而可以存储更多数据 8、为什么多媒体文件是可以压缩的？请举例说明。 因为多媒体信息中存在大量的冗余信息，这就为数据的压缩提供了可能，如图片面积的颜色以及视频中变化很小的相邻帧。 9、数据压缩有哪些重要标准？简述它们的适用围。
医用电子直线加速器介绍1.外照射治疗机 同位素远距离治疗机 深部X射线治疗机 医用电子加速器 医用质子加速器 医用中子发生器 医用重离子加速器 医用-介子发生器 2.内照射治疗机 射线后装机 中子后装机 3.立体定向放射外科治疗装置 γ-刀 X-刀 质子刀 中子立体定向放疗装置
医用电子直线加速器按其能量范围分为低、中、高三类。 四、医用电子直线加速器的原理 1.基本原理 2.系统框图 3.主要组成部分
●加速系统 ●辐射系统 ●剂量检测系统 ●机架、治疗床及辐射头运动系统 ●控制系统 ●温控及充气系统 4.加速系统 加速系统是医用电子直线加速器的核心。由加速管、微波传输系统、微波功率源、脉冲调制器等组成。
加速管由电子枪、加速结构、引出系统、离子泵组成。电子枪产生供加速的电子，其阴极被加热后产生热发射电子，在阴极和阳极间的高压电场作用下，以一定的初始能量从阳极中心孔道穿出注入加速结构。 加速结构有行波和驻波两种加速结构，是对电子进行加速的核心器件。微波功率经耦合波导馈入后，在其中产生行波或驻波电磁场。驻波结构可以在同样长度上比行波获得更高的能量增益。引出系统的作用是将电子束引出，分为直束式和偏转式两种，低能机的加速管较短，大多采用直束式，中、高能机的加速管较长，必须采用带偏转磁铁的偏转式引出系统。离子泵用以吸收气体，使加速管里维持真空状态。 4.2微波传输系统 微波传输系统主要包括： 弯波导及直波导
定向耦合器 吸收水负载 三端环流器 4.3微波功率源 低、中能机常用磁控管作微波功率源。 磁控管是微波自激震荡器，体积小，工作电压低，但其工作频率易漂移，因此需采用自动稳频系统，提高频率稳定度。 高能机需较高的微波功率，常用多腔速调管作为微波功率源。速调管是微波功率放大器，体积大，工作电压高，需要有前置激励来驱动，频率比较稳定，但也需自动调频系统使其与负载变化保持一致。
《加速器原理》教学大纲 一课程的目的和基本要求。 《加速器原理》是原子核物理、核技术、辐射防护与环境工程等本科专业的专业课之一，本课程讲授的主要内容为加速器的基本理论、基本原理、基本结构和基本技术。本课程的教学目的和基本要求为：通过本课程的学习使学生掌握加速器的基本理论、基本原理、基本结构和基本技术，并对加速器理论和技术研究的最新进展有较为充分的了解，培养学生分析问题和解决问题的能力；使一部分学生毕业后能够适应利用加速器开展原子核物理、核技术应用方面的研究工作；使一部分学生毕业后能适应加速器物理与加速器技术方面的研究开发工作。 二教学内容和学时分配。 本课程教学 第一章：绪论（4学时） 教学内容要点：加速器的发展历史及用途；加速器的分类；加速器的束 流特性；带电粒子在电磁场中的运动方程。 第二章：粒子源与束流品质（8学时） 教学内容要点：电子枪的结构及原理；离子源的结构与原理（包括：潘 宁离子源、高频离子源、双等离子源、ECR离子源等）；离子源的束流 品质（束流的相空间理论、束流发射度、束流亮度、束流能散度、束流 强度、束流能量等）；离子源束流发射度的测量方法。 第三章：高压倍压加速器（6学时） 教学内容要点：高压倍压加速器的基本组成及加速原理；倍压高压电源 的基本结构、升压原理及局限性；高压的稳定与测量；带电粒子的加速 与传输；离子束传输的聚焦元件（电透镜、磁透镜）；倍压加速器的束 流特性。倍压加速器的典型事例及用途； 第四章：高压静电加速器（6学时） 教学内容要点：高压静电加速器的基本组成及加速原理，静电起电机的 基本结构、升压原理及局限性；静电加速器的加速管及加速原理；串列