仪器信息网APP
选仪器、听讲座、看资讯
立即体验
APP内打开
回版面
1
收藏
点赞
拍砖
举报
取消
发布
当前位置:
仪器社区
>
其他仪器
>
其他仪器综合讨论
>
帖子详情
【原创】回旋加速器的工作原理
Cyclotron
2009/11/02
私聊
其他仪器综合讨论
在回旋加速器中心部位的离子源(Ion Source)经高压电弧放电而使气体电离发射出粒子束流,该粒子束流在称为Dees的半圆形电极盒(简称D型盒)中运动。D型盒与高频振荡电源相联为加速粒子提供交变的电场。在磁场和电场的作用下被加速的粒子在近似于螺旋的轨道中运动飞行。
【由于该附件或图片违规,已被版主删除】
【由于该附件或图片违规,已被版主删除】
在回旋加速器中心区域,粒子被拉出后经电场的加速而获得较低的初速度v1,同时,磁场也对这些粒子产生作用,两种场作用的结果是粒子在Dee间隙(gap)内按螺旋轨道飞行。经过非常短的时间后,粒子经gap进入另一个Dee电极盒,此后,粒子在该Dee电极盒一边飞行到等电势的另一边。每越过一个gap后,其轨道半径将比前一次的轨道半径大。粒子运动的瞬时轨道半径将随时间t的增加而增大,粒子运动速度的平方与粒子旋转的圈数成比例。被加速粒子运动的螺旋轨道半径r与运行时间t的平方根成正比。带电粒子经多次加速后,圆周轨道半径达到最大并获得最大的能量,在该点处粒子将被束流提取装置提取引出。
若粒子的质量为m,所带电荷为q,所具有的运动速度为v,运动方向垂直于磁感应强度为B的磁力线,粒子受到垂直于v和B的劳仑兹(Lorentz)力的作用,使粒子沿着曲率半径为r的轨道作圆周运动。不同能量的离子在等时性磁场中沿各自的平衡轨道运行时,其回旋的周期与高频电场的周期相等。
已知,一个带电量为q的粒子在磁场B中的回旋频率为
【由于该附件或图片违规,已被版主删除】
【由于该附件或图片违规,已被版主删除】
粒子的能量、磁场强度和粒子轨道半径是加速器的三个主要参数
相同q/m的不同粒子,如氘核和氦核,用相同射频(RF)和磁场强度,可以加速到相同的速度,而氘核的动能是氦核动能的一半。在回旋加速器中,为了加速质子达到与氘核相同的速度,往往在设计中使磁场强度B减低一半。
加速所需的高频频率F和磁场强度B取决于粒子的质量和带电电荷q。通常根据所需的核反应能量及粒子的质量来设计加速电场频率和磁场强度。但随着粒子旋转速度的提高和能量的增加,相对论作用使得粒子质量将不再是一个常数,即m≠m0,当粒子的速度增加时,它的相对质量(Relativistic mass)也增加。因此,在匀强磁场中其旋转周期也不是一个常数,并且粒子会逐渐进入减速状态。因此,为了使粒子获得较高的能量,或增加磁场强度或改变F,这在一个普通的回旋加速器中是不可能达到的,而且质子在这样的回旋加速器中是不可能被加速到20MeV以上。所以传统的回旋加速器只能加速粒子到一定的能量。为此出现了等时性回旋加速器或调频加速器。
在回旋加速器中,带电粒子经多次加速后,圆周轨道直径达到最大而接近Dees的边缘并具有最大的能量,在该点粒子被束流提取装置提取出。一个粒子从回旋加速器中心飞行到提取装置的总时间约为5ms。在PETtrace回旋加速器中,质子达到16.5MeV的能量约飞行200圈,氘核达到8.5MeV的能量约飞行80圈。
相关话题
1
【求助】TOC检测设备
2
【求助】上海棱光722N分光光度计数显不稳?如何解决!
3
【求助】如何校准移液枪?
4
【求助】怎么样在普通玻片修饰一层羟基(-OH),谢谢。
5
【求助】德国霍米尔小粗糙度仪T500如何校正?
+关注
私聊
wccd1
第1楼
2015/08/05
从理论上去理解回旋加速器的工作原理,这个东东还是很深奥的
0
发表回复
近期热榜
赛默飞实验室产品焕新计划有奖调研!
【七月征文】不一YOUNG实验“猿”
报名开启:ICS2024第十三届光谱网络会议!
推荐收藏!盘点中药材及饮片检测解决方案
热门活动
甄选国优仪器,助推设备更新
采购咨询618活动:1000元奖励等你拿
猜你喜欢
最新推荐
热门推荐
更多推荐
【求助】滴定管和自动永停滴定仪的区别
2007/11/30
【求助】偶氮染料檢測內容的差別
2006/12/22
国内都有哪些质谱公司啊?
求助
2011/10/21
紫外光电二极管SG01D-5LENS在紫外光固化方面的应用
求助
2019/06/22
【原创】回旋加速器的真空系统
2009/11/02
求:QJ/DSH 243-88(1998) 原油中沥青质胶质及蜡含量测定法(氧化铝吸附法)
2006/10/19
作为控制元件继电器有哪些作用呢?
分享
2018/11/02
请问,Beckman公司生产的下列型号的毛细管电泳仪有何区别?(原理,构造,用途,价格等方面).谢谢! Beckman P/A CE2100 Beckman P/A CE5010 Be
2004/11/13
PmT-NSN-150-450MHz UHF系列放大器Princeton Microwave
分享
2024/07/05
【我们不一YOUNG】反应釜温控系统故障的诊断与修复
分享
2024/07/04
COSEL PoL非隔离电源模块的Cyntec替代方案
分享
2024/07/04
四元泵停止运行后压力不为0,还剩0.15bar左右压力下不去
悬赏帖
2024/07/03
3.3-5.0GHz S/C波段射频功率晶体管Ampleon
分享
2024/07/03
BLP05H6700XR功率晶体管Ampleon
分享
2024/07/02
KTS-322全站仪在基线场检测时每段多6mm,是什么问题??
已应助
2024/07/02
科力达KTS-322全站仪在测距模式下只能看斜距,怎样可以看到平距和高差??
已应助
2024/07/02
检测报告一定要有判定结果吗?
求助
2024/07/01
气相FID重现性不好原因
求助
2024/07/01
求助,非甲烷总烃测定中,除烃空气0.4mg/m3,怎么计算的呢?是按总烃计算公式吗?
已应助
2024/06/29
求助安捷伦GC7890B,EPC无响应解决办法
求助
2024/07/01
HJ1332便携非甲实际应用问题
讨论
2024/07/01
衍射斑点标定求助
已应助
2024/06/30
EI源的灯丝镉厂家通用吗?
求助
2024/07/03
‘有奖问答’对错题’:某仪器零件的长度X和质量Y的相关系数为0.68,改进后长度缩短0.2厘米,质量低0.5克,新零件的长度和质量的相关系数为( )
讨论
2024/07/02
【分享】推荐一个很好的文献检索资源网站
2009/11/02
【原创】制药行业中两大类TOC分析仪解析
2009/11/02
【求助】求助RNAjournal 的投稿模版,谢谢
2009/11/02
【已应助】求助已毕业论文 - 茶叶中多环芳烃的浓度水平、源解析及风险
2009/11/02
【讨论】大家的玻璃容器是怎么处理的,用多大浓度的硝酸泡啊
2009/11/02
【求助】再问tutm老师关于普析通用
2009/11/02
【求助】【求助】GB/T 22401 OR ISO 3627 焦亚硫酸钠
2009/11/02
【原创】十月原创大赛各专区参赛作品投票开始啦,为喜欢的作品投票更有积分奖励等你拿!
2009/11/02
品牌合作伙伴
岛津
日立科学仪器
珀金埃尔默仪器(上海)有限公司(PerkinElmer)
日本电子株式会社
丹纳赫
安捷伦
赛默飞世尔科技
普析通用
欧波同
天美
天瑞仪器
德国耶拿
海能技术
马尔文帕纳科
磐诺科技
上海仪电科仪
梅特勒托利多
聚光科技
莱伯泰科
盛瀚
多宁生物
丹东百特
科哲
卓立汉光
屹尧科技
华谱科仪
宝德仪器
优莱博
HORIBA
布鲁克核磁
举报帖子
执行举报
点赞用户
好友列表
加载中...
正在为您切换请稍后...