回旋加速器的原理

盘旋加快器的道
理
盘旋加快器的工作道理如图所示,设离子源中放出的是带正电的粒子,带正电的粒子以必定的初速度v0进入下方D形盒中的匀强磁场做匀速圆周活动,运行半周后回到窄缝的边沿,这时在A1.A1′间加一贯上的电场,粒子将在电场感化下被加快,速度由v0变成v1,然后粒子在上方D形盒的匀强磁场中做圆周活动,经由半个周期后到达窄缝的边沿A2′,这时在A2A2′间加一贯下的电场,使粒子又一次得到加快速度变成v2,如许使带电粒子每经由过程窄缝时被加快,又经由过程盒内磁场的感化使粒子盘旋到窄缝,经由过程重复加快使粒子达到很高的能量.
带电粒子在磁场中活动的半径为R所以粒子被加快后盘
旋半径一次比一次增大,而带电粒子在磁场中活动的周期T
所以粒子在磁场中活动的周期始终保持不变,如许只要加在两个电极上的高频电源的周期与带电粒子在磁场中活动的周期雷同,就可以包管粒子每经由电场鸿沟AA和A′A时正好赶上适合的电场偏向而被加快.
因为相对论效应,当粒子速度接近光速时,粒子的质量将明显增长,从而粒子做圆周活动的周期将随粒子速度的增长而增长,假如加在D形盒南北极的交变电场的周期不变的话,粒子因为每次“迟到”一点而不克不及包管经由窄缝时总被加快,是以,为了使
粒子每次穿过窄缝时仍能不竭得到加快,必须使交变电场的周期跟着粒子加快的进程而同步变更,依据这个道理设计的盘旋加快器叫做同步盘旋加快器.别的采取多级电场加快的直线型装配不消失这种艰苦,这种多级加快装配在曩昔没有前提建造,如今已经建造出来,科学家们称它为直线加快器,长度达几千米到几十千米,如图所示的长约3 km的斯坦福大学直线加快器.。