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2024年3月11日发(作者：)

[整理版]加速器专题

加速器专题

概述

粒子加速器引(particle accelerator)是用人工方法产生高速带电粒子的装置,日常生活

中常见的粒子加速器有用於电视的阴极射线管及X光管等设施,是探索原子核和粒子的性

质、内部结构和相互作用的重要工具，在工农业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有

重要而广泛的实际应用。

自E.卢瑟福1919年用自然放射性元素放射出来的α射线轰击氮原子首次实现了元素

的人工转变以后，物理学家就认识到要想认识原子核，必须用高速粒子来变革原子核。自

然放射性提供的粒子能量有限，只有几兆电子伏特(MeV)，自然的宇宙射线中粒子的能量

虽然很高，但是粒子流极为微弱，例如能量为10^14电子伏特( eV )的粒子每小时在 1

平方米的面积上平均只降临一个，而且无法支配宇宙射线中粒子的种类、数目和能量，难

于开展研究工作。因此为了开展有预期目标的实验研究，几十年来人们研制和建造了多种

粒子加速器，性能不断提高。

应用粒子加速器发现了绝大部分新的超铀元素和合成的上千种新的人工放射性核素，

并系统深入地研究原子核的基本结构及其变化规律，促使原子核物理学迅速发展成熟起来;

高能加速器的发展又使人们发现包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子在内的几百种粒

子，建立粒子物理学。近20多年来，加速器的应用已远远超出原子核物理和粒子物理领

域，在诸如材料科学、工业、农业医学领域等等。在

生活中，电视和X光设施等都是小型的粒子加速器。

一、结构及分类

粒子加速器的结构一般包括3个主要部分 :?粒子源，用以提供所需加速的粒子，有电

子、正电子、质子、反质子以及重离子等等。?真空加速系统，其中有一定形态的加速电

场，并且为了使粒子在不受空气分子散射的条件下加速 ，整个系统放在真空度极高的真

空室内。?导引、聚焦系统，用一定形态的电磁场来引导并约束被加速的粒子束，使之沿

预定轨道接受电场的加速。所有这些都要求高、精、尖技术的综合和配合。

加速器的效能指标是粒子所能达到的能量和粒子流的强度(流强)。按照粒子能量的大

小，加速器可分为低能加速器(能量小于10^8eV)、中能加速器(能量在10^8,10^9eV)、

高能加速器(能量在10^9,10^12eV)和超高能加速器(能量在10^12eV以上)。目前低能

和中能加速器主要用于各种实际应用。

粒子加速器按其作用原理不同可分为静电加速器、直线加速器、回旋加速器、同步加

速器、电子感应加速器、对撞机等。

直线加速器 带电粒子在直线中加速，运行到加速器的末端。较低能量的加速器例如

阴极射线管及X光产生器，使用约数千伏特的直流电压(DC)差的一对电极板。在X光产

本文标签： 加速器粒子能量加速

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