什么是回旋加速器(Cyclotron)？

回旋加速器是一种粒子加速器，它利用恒定的磁场和交变电场来加速粒子的螺旋运动。这类粒子加速器是最早设计出来的，与早期的直线加速器相比有几个优点，虽然技术的进步使更复杂的粒子加速器成为可能，但回旋加速器在许多不同...

回旋加速器是一种粒子加速器，它利用恒定的磁场和交变电场来加速粒子的螺旋运动。这类粒子加速器是最早设计出来的，与早期的直线加速器相比有几个优点，虽然技术的进步使更复杂的粒子加速器成为可能，但回旋加速器在许多不同领域仍有一些用途。回旋加速器仍然可以用于物理实验，尤其是作为多级加速器的早期部件。科学家于1932年开发出一种烧杯，回旋加速器是一种粒子加速器，它使用圆周运动，通常是以向外生长的螺旋形运动，加速粒子，使其有多种不同的用途。粒子加速通常需要相当大的距离，以使粒子达到足够的速度用于实验。然而，回旋加速器的设计允许使用较小的加速器来达到很好的效果，回旋加速器的工作原理是利用一对高功率的电极，每一个电极的形状都像一个"D"，两个电极的平面相对，形成一个完整的圆形。从圆的中心开始，一个粒子开始远离中心，但是通过吸引和斥力，它被拉成圆周运动。二极管在它们之间交替充电，这样粒子就朝一个方向加速，当它被一个粒子推开并吸引到另一个粒子时，它就会弯曲，然后继续两个电极之间的模式如果不去管它会产生一个完美的圆周运动，但是在两个二极管之间产生了一个磁场，这个磁场垂直于粒子的圆周运动。这个磁场稍微改变了粒子的运动，所以每次它经过两个电极之间时，它都会稍微偏离圆的中心通过稍微向外移动粒子，它在加速过程中所走的路径就变成了向外生长的螺旋形而不是一个圆。这使得粒子最终撞击到安全壳内部的目标区域，回旋加速器的一个主要缺点是靶区只能用于以牛顿物理计算的速度运动的粒子。更高的速度会导致相对论效应的发生，并且目标不会被正确撞击，这意味着回旋加速器通常不能产生较新的线性加速器所能产生的加速度水平，然而，已经开发出了等时回旋加速器，它可以补偿粒子的相对论性变化，而且非常有效。

发表于 2020-09-17 20:40
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分类：科学教育

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