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迴旋加速器是用電場加速的嗎

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迴旋加速器是用電場加速的嗎的答案是:是

迴旋加速器是用電場加速的嗎

它是利用磁場和電場共同使帶電粒子作迴旋運動,在運動中經高頻電場反覆加速的裝置。是高能物理中的重要儀器。

原理如下:帶電粒子在電場力的作用下加速,然後進入磁場,受到洛侖茲力使其運動方向改變轉過180度,再次進入電場,這時電場方向改變,使帶電粒子再次加速,穿過電場後進入另一個磁場再次轉過180度回到電場,電場的方向又改變,對帶電粒子繼續加速。

早期的加速器只能使帶電粒子在高壓電場中加速一次,因而粒子所能達到的能量受到高壓技術的限制。為此,象R. Wideröe等一些加速器的先驅者在20年代,就探索利用同一電壓多次加速帶電粒子,併成功地演示了用同一高頻電壓使鈉和鉀離子加速二次的直線裝置,並指出重複利用這種方式,原則上可加速離子達到任意高的能量(實際上由於受到狹義相對論影響,實際只能加速到25-30MeV)。但由於受到高頻技術的限制,這樣的裝置太大,也太昂貴,也不適用於加速輕離子如質子、氘核等進行原子核研究,結果未能得到發展應用。

1930年,Earnest O. Lawrence提出了迴旋加速器的理論,他設想用磁場使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉,多次反覆地通過高頻加速電場,直至達到高能量。1931年,他和他的學生利文斯頓(M. S. Livingston)一起,研製了世界上第一臺迴旋加速器,這臺加速器的磁極直徑只有10cm,加速電壓為2kV,可加速氘離子達到80keV的能量,向人們證實了他們所提出的迴旋加速器原理。隨後,經M. Stanley Livingston資助,建造了一臺25cm直徑的較大回旋加速器,其被加速粒子的能量可達到1MeV。迴旋加速器的光輝成就不僅在於它創造了當時人工加速帶電粒子的能量記錄,更重要的是它所展示的迴旋共振加速方式奠定了人們研發各種高能粒子加速器的基礎。

中國實驗快堆作為國家“863”計劃的重大專案,從“七五”就開始預先研究,“九五”進入工程設計和建造階段,2011年7月建成。快中子反應堆(簡稱“快堆)是第四代先進核能系統的主力堆型,是先進燃料迴圈的關鍵環節,國家已將其作為前沿技術列入國家中長期科技發展規劃。