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回旋加速器:(1)构造:回旋加速器的核心部件是两个D 形扁金属盒，整个装置放在真空容器中，如图所示。
①两个D形盒之间留有一个窄缝，在中心位置放有粒子源。
②两个D形盒分别接在高频交变电源的两极上，在两盒间的窄缝中形成一个方向呈周期性变化的交变电场。
(2)原理:利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子，如图所示。
①磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直于磁场方向进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速度和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间(半个周期)后，平行于电场方向进入电场中加速。
②交流电压：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使能量不断提高，要在狭缝处加一个周期与相同的交流电压。
(3)特点①带电粒子在D形盒中的回转周期等于两盒狭缝间高频电场的变化周期，与带电粒子速度无关(磁场保证带电粒子做回旋运动，如图所示)。
②带电粒子在D形金属盒内运动的轨道半径不等距分布。
设带正电粒子的质量为m，电荷量为q，狭缝间加速电压大小为U，粒子源产生的带电粒子，经电场加速第一次进入左半盒时速度和半径分别为。
第二次进入左半盒时，经电场加速3次，进人左半盒的速度和半径为第k次进入左半盒时，经电场加速(2k一1)次，进入左半盒时速度和半径为所以，任意相邻两轨道半径之比可见带电粒子在D形金属盒内运动时，越靠近D 形金属盒的边缘，相邻两轨道的间距越小。
③带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量。
由于D形金属盒的大小一定，所以不管粒子的大小及带电荷量如何，粒子最终从加速器内射出时应具有相同的旋转半径。
由牛顿第二定律得动量大小与动能之间存在定量关系由①②两式得可见，带电粒子离开回旋加速器的动能与加速电压无关，而仅受磁感应强度B和D形盒半径的限制。
加速电压的大小只能影响带电粒子在D形盒内加速的次数。
④带电粒子在回旋加速器内的运动时间。
带电粒子在回旋加速器内运动时间的长短，与带电粒子做匀速圆周运动的周期有关，同时还与带电粒子在磁场中转动的圈数有关。
回旋加速器原理与应用复旦大学附属华山医院PET 中心刘平回旋加速器主要用于放射性药物的生产。
它是用高频电场加速带电粒子的共振加速器，它最初是1930年由美国E.O. Lawrence 建议建造的。
相对于后来的回旋加速器，我们称之为常规回旋加速器或经典回旋加速器。
其基本结构为两个半圆柱D 盒置于扁圆柱形的真空室中，上下有一对圆柱形磁极，极间是大体均匀的恒定磁场。
一、回旋加速器的原理一个荷电q 、质量m 的带电粒子在恒定磁场B 中以速度v 在与之垂直的平面上运动，将受到磁场劳仑茨（Lorentz ）力F L 的作用而作圆周运动：F L =vBq设曲率半径为r ，则离心力F 0为：F 0=mv 2/r在平衡条件下：F L = F 0，即：vBq=mv 2/r由此可得： mqB r v c ==ω=常数 可以看出，任意一种既定的带电粒子，在恒定的磁场中运动时，与其对应的回旋角频是一个常数，这一规律称为拉摩定律。
拉摩定律揭示的运动粒子在恒定磁场中回旋角频c ω与粒子本身所具有的速度v 无关这一重要特征，成为回旋共振加速方案可行性的重要依据。
产生于中央区的离子源在电场的作用下开始运动，而磁场则使运动的带电粒子沿着一定的轨道运动。
在非相对论范围内，整个加速过程中的粒子回旋角频c ω保持不变，因此粒子的回旋周期c T 和频率c f 也将保持不变： mqB T qB m v r T c c c πππ2122====为了实现共振加速，要求高频频率rf f 或rf T 与粒子回旋频率c f 或周期c T 之间应满足如下相等或成奇整数倍的关系： rf f =k c fc T =k rf T这就是共振加速的必要条件。
二、回旋加速器的结构回旋加速器主要由以下子系统组成：1．磁场系统：磁场系统包括上、下磁轭、线路极片、磁场线圈、磁场电源。
在维修时，上磁轭可以用液压装置将其升起。
磁场靠安装在上下磁轭之间的线圈上的电流获得能量。
回旋加速器原理及新进展1.引言1.1 概述回旋加速器是一种用于加速离子粒子的设备，其原理利用磁场和电场的力来加速带电粒子。
该设备的应用广泛，包括核物理研究、放射治疗、材料科学等领域。
本文将着重介绍回旋加速器的原理和最新进展。
在概述部分，我们将对回旋加速器进行简要概述，以帮助读者更好地理解后续内容。
回旋加速器是一种环形结构，由多个电极和磁铁构成。
当带电粒子进入回旋加速器后，它们会受到电场和磁场的作用力，从而始终保持在环形轨道上运动。
电场将粒子加速到一定速度，而磁场则被用来限制运动轨迹，使粒子保持在环形轨道上。
回旋加速器在粒子物理研究中起着重要作用。
通过加速高能离子粒子，科学家能够探索更深层次的物质结构和宇宙奥秘。
此外，回旋加速器还被应用于放射治疗，用于治疗癌症等疾病。
它也在材料科学中有重要的应用，可以用于表征材料的结构和性质。
近年来，回旋加速器领域取得了一些新的进展。
新型回旋加速器设计采用了更先进的技术和更高能量的粒子束。
这些新进展使得回旋加速器的加速效率大大提高，同时也提高了加速器的精度和可靠性。
在本文的后续部分，我们将详细介绍回旋加速器的原理和应用，并对最新的研究进展进行展望。
通过了解回旋加速器的原理和新进展，我们可以更好地了解其在科学研究和应用领域的重要性和潜力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构，让读者对即将阅读的内容有一个清晰的了解。
本文分为引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分从概述、文章结构和目的三个方面入手，引导读者对回旋加速器原理及新进展的内容有一个整体的认识。
首先，在概述中，我们将简要介绍回旋加速器的背景和基本概念，包括其作为一种粒子加速器的重要性以及其在科学研究和应用领域中的广泛应用。
接下来，文章结构部分将详细说明本文的组织结构。
我们将分为引言、正文和结论三个部分，每个部分都有相应的子标题，以便读者能够快速定位和理解文中的内容。
最后，我们会阐明本文的目的。
回旋加速器的加速原理
回旋加速器是一种粒子加速器，它利用强大的磁场将带电粒子加速到接近光速的高能状态。
这种高能粒子被广泛用于物理学、生命科学和医学等领域的实验研究和治疗。
回旋加速器的加速原理是基于质量-能量等价原理。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，物体的质量和能量是等价的。
因此，如果我们能够将物体的能量增加到足够高的水平，那么它的质量也会相应地增加，从而使其更难加速。
回旋加速器利用等离子体相对论效应将加速度限制在可接受范围内。
它包括一个环形管道和一系列磁铁。
在环形管道中放置一个带电粒子束，然后通过磁铁产生不断变化的磁场来引导粒子沿着管道高速旋转。
由于粒子束旋转速度愈来愈快，它将被强大的电场加速，同时被限制在管道中。
磁铁会产生一个稳定的磁场，使粒子束始终保持在管道中心。
这样，粒子能够被迫集中在一个极小的空间内，从而加速到极高的能量水平。
回旋加速器还包括一个粒子探测器，它能够测量粒子束的特定属性，如速度、能量、方向和质量等。
这些数据是科学家研究粒子性质和加速器性能的重要信息。
总而言之，回旋加速器的加速原理建立在等离子体相对论效应和质量-能量等价原理之上。
通过不断变化的磁场引导带电粒子旋转，利用稳定的磁场将粒子束限制在管道中心，最终将粒子加速到极高的能量水平。
这种加速器是现代科学研究和治疗领域的重要工具，其原理和技术也得到了广泛应用和不断发展。
