回旋加速器需注意的问题
高中物理有关回旋加速器的几个问题的探讨专题辅导.doc
高中物理有关回旋加速器的几个问题的探讨余勇1932年美国物理学家劳伦斯发明的回旋加速器，是磁场和电场对运动电荷的作用规律在科学技术中的应用典例，也是高中物理教材中的一个难点，其中有几个问题值得我们进一步探讨。
1. 工作原理：带电粒子只在两D 形盒的缝隙间被加速，D 形金属盒能起到屏蔽外界电场的作用，磁场只能改变粒子的运动方向，使带电粒子被回旋加速，从而在较小的范围内对带电粒子进行多次加速。
2. 电源的频率f ： 带粒子在匀强磁场强度中的运转周期与速率和半径无关，且qB m T π2=，尽管粒子运动的速率和半径不断增大，但粒子每转半周的时间qBm T t π==2不变，因此，必须使高频电源的周期与粒子运动的周期相等，即实现同步，才能使粒子回旋加速，所以高频电源的频率为mqB f π2=。
3. 最大动能：由于D 形盒的最大半径R 一定，由轨道半径公式可知mqBR v =max ， 所以粒子的最大动能mR B q mv E 221222max 2max ==， 可见，虽然洛伦兹力不做功，但max E 却与B 有关； 由mR B q E mv nqU 221222max max 2===， 可见带电粒子获得的最大能量与D 型盒半径有关。
进一步可知，加速电压的高低只会影响带电粒子加速的总次数，并不影响回旋加速后的最大动能。
4. 粒子在加速器中运动的时间：设加速电压为U ，质量为m 、带电量为q 的粒子共被加速了n 次，若不计在电场中运动的时间，有：m R q B E nqU 2222max ==所以m UqR B n 222= 又因为在一个周期内带电粒子被加速两次，所以粒子在磁场中运动的时间 时间UBR T n t 222π==磁 若计上粒子在电场中运动的时间，则粒子在两D 形盒间的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，设间隙为d ，有：221电t mdqU nd ⋅= 所以UBdR qU m nd t ==22电故粒子在回旋加速器中运动的总时间为UR d BR t t t 2)2(π+=+=磁电 因为d R >>，所以电磁t t >>，故粒子在电场中运动的时间可以忽略。
回旋加速器的执行标准
回旋加速器的执行标准
回旋加速器是一种重要的医疗设备，用于治疗癌症等疾病。
为确保回旋加速器的安全运行和治疗效果，制定了回旋加速器的执行标准，主要包括以下几个方面：
1. 设备安全：对回旋加速器的安全性能指标进行规定，包括设
备使用寿命、电磁兼容性、机械结构等，以确保设备在使用过程中不会对患者造成安全威胁。
2. 治疗效果：规定了回旋加速器的辐射能量、剂量、照射方向等，以保证治疗效果的准确性和有效性。
3. 操作规范：对回旋加速器的操作人员进行规定，包括相关岗
位的资格要求、培训要求、操作流程等，以确保设备的正确使用和操作人员的安全。
4. 质量管理：对回旋加速器的质量管理进行规定，包括质量保证、质量控制、设备校准等，以保证设备的稳定性和治疗效果的准确性。
以上是回旋加速器的执行标准的主要内容，这些标准的执行可以有效地保障回旋加速器的安全运行和治疗效果。
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高二物理回旋加速器知识点
高二物理回旋加速器知识点回旋加速器是一种用于将带电粒子加速到高速的装置。
它广泛应用于高能物理实验和医学放射治疗等领域，具有重要的科学研究和应用价值。
一、回旋加速器的基本原理回旋加速器的基本原理是利用交变电压和磁场相互作用产生的回旋力，使带电粒子在磁场中做回旋运动，并通过逐渐加大电压和磁场的方式，不断增加粒子的动能，实现对粒子的加速。
二、回旋加速器的主要部件1. 加速腔回旋加速器的核心部件是加速腔，它负责产生高频电场，将带电粒子加速。
加速腔通常采用谐振腔结构，具有较高的品质因数和稳定的谐振频率。
2. 磁铁系统磁铁系统包括磁铁和磁场调节系统，它们共同产生稳定的磁场，用于控制粒子的运动轨道和回旋半径。
磁铁通常采用超导磁体，具有较高的磁场强度和较小的能量损耗。
3. 真空系统由于粒子在加速过程中需要在真空环境中运动，所以回旋加速器还需要配备高度精密的真空系统，以保证实验的稳定进行。
三、回旋加速器的工作过程回旋加速器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 加速腔产生高频电场。
2. 加速器中的粒子进入加速腔并受到电场力加速。
3. 粒子由于受到磁场力的作用，开始做回旋运动。
4. 通过逐渐增加电压和磁场强度，不断增加粒子的动能和速度。
5. 在达到所需能量后，粒子被提取出来，用于后续实验或应用。
四、回旋加速器的应用回旋加速器在物理学研究和应用中具有广泛的应用价值，主要体现在以下几个方面：1. 高能物理实验回旋加速器在高能物理实验中扮演着重要的角色，能够加速粒子到高速，并产生高能束流，用于对物质的结构和性质进行研究，深入探索物质构成的最基本粒子。
2. 医学放射治疗回旋加速器被广泛应用于医学放射治疗领域，可以用于肿瘤的放疗，通过加速带电粒子的运动，辐射到肿瘤组织，达到治疗的效果，同时最大限度地减少周围正常组织的损伤。
3. 同位素生产回旋加速器还可以用于同位素生产，通过改变回旋加速器中的粒子种类和能量，实现对目标物质的放射性同位素的生成，用于医学诊断、环境监测等领域。
回旋加速器高中知识点
回旋加速器高中知识点
回旋加速器是高中物理中的一种实验仪器，它的主要作用是通过电场和磁场的作用使带电粒子在空间中不断加速，最终达到提高其速度的目的。
以下是关于回旋加速器的知识点：
1. 结构特点：回旋加速器由两个D形金属盒构成，中间有很强的匀强磁场B。
带电粒子从一端以某一初速度进入该装置后，会在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，并被限制在其中来回加速。
2. 工作原理：利用电场将带电粒子加速，同时又通过周期性的磁场使其做匀速圆周运动，且轨道半径增大变慢而不断得到加速。
由于洛仑兹力和粒子速度大小成正比（洛仑兹常数与磁场B及粒子的质量、电量有关），随着半径的变大（R ∝1/v）里由速度产生的总角动量变化得越来越小(dL=mrω=mv^2/r)，但荷质比的平方则保持不变,r变大那么里面的辐射区对半径大于射程的最外层磁场的屏蔽就越来越大，导致加速效果越来越明显，这样循环往复地使用使得带电粒子不断获得能量得以飞出。
3. 注意事项：要注意回旋加速器并不是一个理想的加速工具，它只能无限接近于给定的目标能量，而不能真正实现无限次数的完全加速。
4. 应用范围：回旋加速器通常用于研究带电粒子的加速问题，以及进行某些高能物理实验。
以上就是关于回旋加速器的部分知识点，希望对你有所帮助。
如有其他疑问或需要更详细的信息，建议查阅相关书籍或咨询专业教师。
MINItrace医用回旋加速器常见故障分析_胡玉民
·133·
M I NI tr ace 医用回旋加速器常见故障分析
胡玉民，梁秀艳，于丽娟，王文志 （哈尔滨医科大学附属第三医院PET/CT中心，哈尔滨 150081）
[中国图书资料分类号] R318.6；TH774 [文献标识码] B [文章编号] 1003-8868（2012）10-0133-02
研究需求。
2 回旋加速器的常见故障分析 及处理
2．1 故障一 一级水冷系统常见故障。
2．1．1 故障现象 使 用 过 程 中 偶 尔 出 现 “A0”报 警 ，即
高压报警同时伴有制冷效率明显降低的 表现。 2．1．2 分析与检修
我院使用的一级水冷系统是艾美柯 公司提供的，主要包括制冷压缩机、储水 罐及室外散热机。 对机组进行全面检查， 发现储水罐循环系统过滤网有堵塞导致 水压不稳定，其次发现室外散热机的散热 片有堵塞，进行全面清洗后，一切恢复正 常。 通过几年的使用总结经验为：首先每 周检查 1 次储水罐的水压让其保持在 2～ 4 bar（1 bar=105 Pa），每 2 个月对储水罐的 水循环系统中的过滤网清洗 1 次。其次根 据具体情况及时彻底地清洗室外散热机 的散热片，如北方的冬天无明显故障可以 不清洗， 但其他季节应每月定时清洗 1 次。 最后要注意制冷压缩机中氟的压力， 如没有泄漏事故氟不应该减少。 2．2 故障二
petct通过分析放射性示踪剂在人体内的分布情况来判断有无肿瘤以及肿瘤的良恶性带正电子的放射性核素则由医用回旋加速器来生产所以医用回旋加速器已成为现代分子核医学研究和应用的重要工具之一12工作原理回旋加速器是利用一定形式的电磁场使带电粒子运动并且不断加速使其运动速度达到每秒几千米乃至接近光ionsource经过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的半圆形电极盒中运动半圆形电极盒与高频振荡电源相连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加速运动带电粒子经多次加速后其运动圆周轨道半径达到最大并获得最大的能在该点处粒子将被束流提取系统提取引出进入靶室照射靶原子核从而生产出我们需要的核素13基本组成不同型号的回旋加速器结构有较大的差异但它们的基本组成相同一般由磁场系统射频rf系统离子源系统真空系统引出系统靶系统诊断系统冷却系统和屏蔽系统等主系统组成这些系统运行状态的优劣完全取决于日常的维护和保养一台维护保养良好的回旋加速器可持续运行3040要求每一位操作者在掌握了回旋加速器操作原理的前提下还应该了解加速器的性能参数认真做好日常维护和保养工作以便提高加速器的使用率从而适应并满足正电子显像的临床应用与研究需求回旋加速器的常见故障分析及处理21故障一一级水冷系统常见故障211故障现象使用过程中偶尔出现a0报警即高压报警同时伴有制冷效率明显降低的表现212分析与检修我院使用的一级水冷系统是艾美柯公司提供的主要包括制冷压缩机储水罐及室外散热机对机组进行全面检查发现储水罐循环系统过滤网有堵塞导致水压不稳定其次发现室外散热机的散热片有堵塞进行全面清洗后一切恢复正通过几年的使用总结经验为
日本住友回旋加速器的常见故障分析及质控保养探究
228研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2024.02 （上）在螺旋轨道上；随着离子在加速器中不断螺旋运动，交变电场的频率和静态磁场的强度逐渐增加。
当离子达到所需的能量后，它们会通过一个出口口径离开加速器。
出口通常与注入区域相对应，使离子能够以高能量和高速度离开加速器。
住友回旋加速器的工作原理基于粒子在电场和磁场中的相互作用，通过不断改变电场和磁场的参数，使离子在加速器中进行螺旋运动并逐渐增加能量。
2 故障一：住友回旋加速器控制系统故障故障现象：住友回旋加速器是一种重要的科学研究设备，用于加速粒子以进行高能物理实验。
在某次实验中，住友回旋加速器的控制系统出现了故障。
具体表现为：加速器无法启动，无法产生所需的高能粒子束；控制面板上显示异常，无法正常显示加速器的状态和参数；控制系统无法响应操作员的指令，无法进行调节和控制。
故障分析：对上述故障现象进行分析，无法启动可能是由于电源系统故障或者电源开关故障；显示异常可能是由于控制面板本身故障，或者与控制面板连接的通信线路出现问题；无响应可能是由于控制系统中的电路断路、电压异常或电流不稳定等问题导致控制系统无法正常工作。
针对上述分析，我们可以采取以下解决措施：检查电源系统，确保电源正常工作，修复或更换故障电源；检查控制面板和通信线路，修复或更换故障部件；检查控制系统的电路，修复断路问题，确保电压和电流稳定。
故障总结：通过对住友回旋加速器控制系统故障现象的分析和解决，我们可以得出以下结论：电源系统故障、电源开关故障、控制面板故障、通信线路故障以及电路断路等因素都可能导致控制系统故障。
定期维护和检查控制系统，可以预防故障的发生，确保加速器的正常运行。
住友回旋加速器控制系统故障可能导致加速器无法启动、显示异常和无响应等问题。
通过仔细的分析和解决，可以找到故障原因并采取相应的修复措施，确保加速器的正常运行。
回旋加速器相关知识点（3篇）
回旋加速器相关知识点(3篇)以下是网友分享的关于回旋加速器相关知识点的资料3篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
篇一[回旋加速器]教学目标知识目标1、知道回旋加速器的基本构造和加速原理．2、了解加速器的基本用途．能力目标通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学，培养学生解决实际问题的能力，开阔学生解决问题的思路．情感目标通过介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的研制，培养民族自豪感，激发同学们学习科学报效祖国的热情．教学建议教材分析本节重点是回旋加速器的加速原理．在通过前面带电粒子在磁场中的运动规律的学习，学生通过反复习电场的相关知识后在理解本节知识时比较容易，需要强调的是：1、加速电场的平行极板接的是交变电压，且它的周期和粒子的运动周期相同．2、当粒子加速到接近光速时，加速粒子就不可能了．教法建议由于前面已经学习了带电粒子在磁场中的运动规律，因此本节内容在教法上可以通过复习相关的电场知识后在，让学生思考想象加速器的原理，最后得出回旋加速器原理．在讲解时，教师可以通过介绍中国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的开发以及研制过程，激发学生的民族自豪感，培养学生的爱国主义热情，回旋加速器。
教学设计方案回旋加速器一、素质教育目标（一）知识教学点1、知道回旋加速器的基本构造和加速原理．2、了解加速器的基本用途．（二）能力训练点通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学，培养学生解决实际问题的能力，开阔学生解决问题的思路．（三）德育渗透点介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机，培养民族自豪感，激发同学们学习科学报效祖国的热情．（四）美育渗透点用优美的语言介绍我国高能粒子加速器的构造原理，用严密的推理，解释回旋加速器的工作原理，让学生充分体会物理教学的语言美及推理过程的逻辑美．二、学法引导1、教师通过复习提问法导入，创设物理情境启发学生思考讨论，总结规律．2、学生复习电场知识，积极思考想象，在教师指导下推导，总结回旋加速器的工作原理和规律．三、重点难点疑点及解决办法1、重点回旋加速器的加速原理．2、难点加速电场的平行极板接的是交变电压，且它的周期和粒子的运动周期相同．3、疑点当粒子加速到接近光速时，加速粒子就不可能了．4、解决办法应用上节学习的粒子在磁场中运动半径和周期公式，着力讲清回旋加速器加速带电粒子的原理．四、课时安排1课时五、教具学具准备回旋回速器挂图六、师生互动活动设计教师先复习提问电场知识导入，通过设问让学生思考想象出回旋加速器原理，在教师指导下，学生分析、讨论、总结规律，再通过例题讲解加深理解．课外组织学生讨论粒子运动半径不变的加速器原理．七、教学步骤（一）明确目标（略）（二）整体感知本节课讲述带电粒子在磁场中运动在高科技领域中的一个具体运用，首先要引导同学们从直线加速器迁移到回旋加速器，然后分析回旋加速器的加速过程，从而理解它的加速原理，最后比较直线加速器和回旋加速器的优缺点．（三）重点、难点的学习与目标完成过程1、直线加速器我们知道电场可以对带电粒子加速，如果加速电压为u，带电粒子电量为q．带电粒子从静止可加速到能量，由于电压的限制，所以一次加速后粒子获得的能量较小，如何获得较大的能量呢？（让学生充分讨论．）可采取多级加速的办法，经过几次加速后粒子的能量，所以直线加速器可使粒子获得足够大的能量．但它占地面积太大，能否既让带电粒子多次加速，获得较高能量，又尽可能减少占地面积呢？（让学生展开想象）2、回旋加速器利用带电粒子在磁场中作圆周运动的特点，可使带电粒子回旋，为使粒子每经过两极板时都得到加速，极板间需接上一个交变电压，每加速粒子一次，带电粒子运动速率和运动半径都会增加，它运动的周期会变化吗？所接在两极板间的交变电压的周期T等于多少呢？（让学生回答）请同学们讨论：加速粒子的最终能量由哪些因素决定？当带电粒子速度最大时，其运动半径也最大，即，即，再由动能定理得：，所以要提高加速粒子最后的能量，应尽可能增大磁感应强度B和加速器的半径．请同学们课后思考，为什么带电粒子加速后的能量与加速电压无关呢？3、回旋加速器和直线加速器的比较介绍我国正、负电子对撞机．（四）总结、扩展本节课我们学习了回旋回速器的加速原理，希望同学们将来在工作和生活中遇到实际问题时，要开阔思路，注意知识的迁移和综合运用．八、布置作业1、1989年初，我国投入运行的高能粒子加速器可把电子的能量加速到 2.8GeV，若每级的加速电压V，需采用几级加速器？九、板书设计一、直线加速器1、单级加速2、多级加速二、回旋加速器1、交变的加速电压周期T 2、多次回旋加速后的能量三、直线加速器与回旋回速器比较回旋加速器篇二回旋加速器2013-11-27一、带点粒子在电场中的加速问题问题1．如何使一个带电的微粒获得速度（能量）？由动能定理W EK qU 12mv v 22qU m问题2.如何使一个带电粒子获得很大的速度(能量)?图1 ①增大加速电压；②使微粒的核质比增大，等等。
回旋加速器几个问题
关于回旋加速器的几个问题回旋加速器是现行高中物理教材重点介绍的电学器件，它是用来加速带电粒子以获得“高能炮弹”的仪器。
在学习回旋加速器时，除了要搞清楚它的基本结构、明白它的基本功能外，还应特别注意以下几个问题：1．在计算时忽略带电粒子在两个d形盒的缝隙中（即电场中）的运动时间，所以带电粒子在d形盒中的运动周期t=2πm/qb，与运动速度v、圆周半径r无关。
2．在每个周期内，带电粒子两次进入d形盒的缝隙中，被加速两次。
3．要想保证带电粒子每次在电场中都被加速，电场的方向应该相应变化，电场的变化周期必须与带电粒子做圆周运动的周期相同，即te=t，te为电场的变化周期。
4．带电粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，故有：qvb=mv2/r，所以v=qbr/m。
又带电粒子在d形盒中运动做圆周运动的最大半径等于d形盒的半径rd，所以带电粒子的最大速率v=qbrd/m。
5.带电粒子不能被无限加速，原因有二：（1）由v=qbr/m知，r有限制，最大为rd，则v必然有限制，最大为v=qbrd/m.（2）当速度很大时，带电粒子的质量的变化就很明显，带电粒子的运动周期t=2πm/qb就不断变化，这时电场的变化周期就很难与带电粒子的运动周期同步。
搞清楚上述关系，对我们分析有关回旋加速器的问题大有帮助，它可以帮我们快速分清题意，少走弯路，节约时间。
现举例如下：a．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小b．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大c．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小d．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大解析：由te=t=2πm/qb知，加速氚核的交流电源的周期较大，由ekm=mv2=q2b2rd2/2m知，氚核获得的最大动能较小答案：a例2．回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个d形金属盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为q，质量为m，粒子最大回转半径rm，其运动轨迹如图所示。
医用回旋加速器防护管理
医用回旋加速器辐射防护管理
在日常回旋加速器工作中，经常会接触到加速器的各部分的放射源，接触情况包括日常操作和维护保养，对于不同情况的放射接触，因对应的使用不同的防护办法，对于操作人员应加强个人防护意识和学习科学防护技术。
一、日常操作防护
1．进入加速器室前必须在指定位置穿戴好防护铅衣（铅围脖、铅围裙、铅衣、铅眼镜）；
2．佩戴好个人计量仪，检查其工作情况，记录当日个人计量初始值；
3．进入加速器室后应迅速完成各项日常工作任务，避免长时间接触射线；4．离开加速器室后必须确认加速器室屏蔽门完全关闭，才能启动加速器；5．启动过程中严禁进入加速器室，时刻观察加速器室内辐射监控设备数值；
6．加速器完成当日工作任务后，应待加速器各系统回复到待机状态后，记录当日工作各项数据，方可离开操作室，将防护衣具及个人计量仪放回指定位置；
二、维护保养防护
1．维护保养工作必须在加速器停止工作24小时后方可进行；
2．进行维护保养工作前必须在指定位置穿戴好防护铅衣（铅围脖、铅围裙、铅衣、铅眼镜）；
3．佩戴好个人计量仪，检查其工作情况，记录当日个人计量初始值；
4．进行维护保养工作时应携带表面沾污仪，迅速完成各项工作，避免长时间接触射线；
5．完成各项维护保养工作后，工作人员应用表面沾污仪检查防护衣具和身体是否受到污染，如受到污染应采取相应措施，反之方可离开加速器室；
6．确认加速器各项工作状态正常后，方可离开操作室，将防护衣具及个人计量仪放回指定位置。
第六节回旋加速器课件
新材料、新能源领域的应用
新材料合成
利用回旋加速器的高能粒子束流 ，可以诱导新材料合成和制备， 开发出具有优异性能的新材料， 应用于航空航天、电子信息等领
域。
新能源开发
通过回旋加速器产生的高能粒子 束流，可以模拟太阳内部的核聚 变反应，为新能源开发提供技术
总结词
提高粒子束流强度是回旋加速器面临的 重要挑战之一，需要采取有效的解决方 案。
VS
详细描述
为了提高粒子束流强度，可以采用先进的 磁场设计和控制技术，优化加速结构，提 高磁场强度和稳定性。此外，还可以通过 改进粒子源和提高注入效率等手段，增加 粒子束的初始流强。
减小设备尺寸
总结词
减小回旋加速器的设备尺寸是实现紧凑型加速器的关键，有助于提高设备的可移动性和 应用范围。
第六节回旋加速器课 件
contents
目录
• 回旋加速器简介 • 回旋加速器结构与组成 • 回旋加速器应用 • 回旋加速器技术挑战与解决方案 • 回旋加速器未来发展展望 • 回旋加速器实验安全注意事项
CHAPTER 01
回旋加速器简介
定义与工作原理
定义
回旋加速器是一种利用磁场和电场对带电粒子进行加速的装置，通常用于高能 物理实验和放射性治疗等领域。
CHAPTER 05
回旋加速器未来发展展望
高能物理领域的应用
探索基本粒子
回旋加速器在高能物理领域的应 用，主要是用于研究基本粒子的 性质和相互作用，探索宇宙的基
本规律。
寻找暗物质
通过使用回旋加速器，科学家可以 产生高能粒子，模拟宇宙中的粒子 碰撞，寻找暗物质的踪迹，进一步 揭示宇宙的奥秘。
回旋加速器2
答案为AD.
qB L m 8U
2 2
q 8U 2 2. m B L
四、磁流体发电机(书169页第五题)
+
如图是磁流体发电机，其原理是：等离子气 体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下 发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势 差．设A、B平行金属板的面积为S，相距 l ， 等离子气体的电阻率为 ，喷气体速度为v， 板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R， 当等子气体匀速通过A、B板间时，A、B板上 聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电 源电动势．
2
③加速条件：高频电源的周期与带电粒子在D 形盒中运动的周期相同，即
mv T电 场 T回 旋 v; qB
如图所示为回旋加旋速器的示意图，已知D形 盒的半径为R，中心上半面出口处O放有质量 为m, 带电量为q的正离子源，若磁感应强度 大小为B，求：(1)加在D形盒间的高频电源的 频率；(2)离子加速后的最大能量． 导示：(1)带电粒子在匀强 磁场中做圆周运动的周期：
想一想：①原理图中，当粒子带负电时，其 偏转情况是否相同? ②粒子在速度选择器中的偏转轨迹是抛 物线吗?分析说明．
二、质谱仪 质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离 同位素的仪器．
如图所示，离子源s产生质量为m，电量为q的 正离子(所受重力不计)．离子出来时速度很 小(可忽略不计)，经过电压为U的电场加速后 进入磁感应强度为B的匀强磁强中做匀速 圆周运动，经过半个周期到达记录它的照相 底片P上，测得它在P上的位置 到入口处的距离为L，则 1 2 qU mv 0, 2 2 v Bqv m , L 2r , r
例： 回旋回速器D型盒中央为质子 流，D型盒间的交变电压为 v静止质子经电场加速 后，进入D型盒，其最大轨道半径 R=1m,匀强磁场B=0.5T,问（1)质子 最初进入D型盒的动能多大？（2） 质子最后的动能多大？（3）交变电 源的频率？
回旋加速器
回旋加速器2013-11-27一、带点粒子在电场中的加速问题问题1．如何使一个带电的微粒获得速度（能量）？由动能定理K E W ∆= 221mv qU = mqU v 2= 问题2.如何使一个带电粒子获得很大的速度(能量)?①增大加速电压；②使微粒的核质比增大，等等。
问题3.带电粒子一定，即q/m 一定，要使带电粒子获得的能量增大，可采取什么方法？ 问题4.实际所加的电压，能不能使带电粒子达到所需要的能量？（不能）怎么办？ 多级加速::带电粒子增加的动能为)(212132121202n n U U U U q qU qU qU qU mv mv E ++++=+++==-=∆ 分析：方法可行，但所占的空间范围大。
能不能在较小的范围内实现多级加速呢？二 回旋加速器1958年8月30号中国第一座原子反应堆回旋加速器开始运转（一）基本构造1 两个D 形金属盒：作用是静电屏蔽2 强电磁铁：产生磁场3 交变电源：粒子加速4 粒子源：盒的中心5 粒子引出装置等图1 图４图５（二）基本原理磁场约束圆周回旋，电场加速1 电场加速：k Uq E =∆2 磁场偏转：2v qvB m r = q B r v m= v r ∝ 3 加速条件：2==m T T qB π加速回旋 4 粒子能量：212k E mv =最大能量22max max max 1122k qBr E mv m m ⎛⎫== ⎪⎝⎭ m a x 2D r = 22max 2k qB DE m = 结论：仅与磁感应强度和回旋半径有关，与加速电场无关。
5 加速次数：22max 8k k E qB D N E mU==∆ 6 回旋次数：2N n = 7 加速时间：max v at =加速 Uq a dm=max =2v BDd t a U =加速 8 回旋时间：2=nT =T =28N BD t Uπ回旋回旋回旋 9 粒子运动总时间：2=+82BD BDd t t t U Uπ=+回旋加速 结论：与回旋半径及加速电压均有关。
回旋加速器的五个有关问题
回旋加速器的五个主要特征[摘要]：讨论回旋加速器的题目一般在已经学习了带电粒子在磁场中的运动规律，因此本文内容在分析回旋加速器的构造的基础上，研究方便解决高考题的回旋加速器五个特征，使这类题目不再是难题[关键字]：回旋加速器、带电粒子、D型盒一、回旋加速器的工作原理回旋加速器的工作原理如图所示．放在A0处的粒子源发出一个带正电的粒子，它以某一速率v0垂直进入匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动．经过半个周期，当它沿着半圆弧A0A1到达A1时，在A1A1′处造成一个向上的电场，使这个带电粒子在A1A1′处受到一次电场的加速，速率由v0增加到v1．然后粒子以速率v1在磁场中做匀速圆周运动．我们知道，粒子的轨道半径跟它的速率成正比，因而粒子将沿着半径增大了的圆周运动．又经过半个周期，当它沿着半圆弧A1′A2′到达A2′时，在A2′A2处造成一个向下的电场，使粒子又一次受到电场的加速，速率增加到v2．如此继续下去，每当粒子运动到A1A1′、A′等处时都使它受到向上电场的加速，每当粒子运动到A2′A2、A4′3A3A4等处时都使它受到向下电场的加速，粒子将沿着图示的螺线A0A1A1′A2′A2……回旋下去，速率将一步一步地增大．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T＝2πm/qB跟运动速率和轨道半径无关，对一定的带电粒子和一定的磁感应强度来说，这个周期是恒定的．因此，尽管粒子的速率和半径一次比一次增大．运动周期T却始终不变，这样，如果在直线AA、A′A′处造成一个交变电场，使它也以相同的周期T往复变化，那就可以保证粒子每经过直线AA和A′A′时都正好赶上适合的电场方向而被加速．回旋加速器的核心部分是两个D形的金属扁盒,这两个D形盒就像是沿着直径把一个圆形的金属扁盒切成的两半．两个D形盒之间留一个窄缝，在中心附近放有粒子源．D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大电磁铁的两极之间，磁场方向垂直于D形盒的底面．把两个D形盒分别接在高频电源的两极上，如果高频电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，带电粒子就可以不断地被加速了．带电粒子在D形盒内沿螺线轨道逐渐趋于盒的边缘，达到预期的速率后，用特殊装置把它们引出．二、回旋加速器的五个主要特征1、带电粒子在D型盒中回转周期等于两盒狭缝间高频电场的变化周期，与带电粒子速度无关（磁场保证带电粒子做回旋运动）2、带电粒子在D形金属盒内运动的轨道半径：不等距分布。
回旋加速器加速条件
回旋加速器加速条件
解释
回旋加速器是一种用于提高重物运动的加速器，通常会用在压缩机、发动机、火箭发动机等动力装置。
回旋加速器的工作原理是将输入动能转换成特定方向上的力，从而使动能增加。
回旋加速器可以有效提高重物的加速度，并且能够将动能输出到任意方向，从而实现很好的推力和制动性能。
回旋加速器的使用要求必须满足以下条件：
1.质量：回旋加速器必须在支撑物上支持足够的质量，并能够承受外力的压力；
2.位置：回旋加速器必须处于距动力装置中心的正中央，以便良好地分配动能；
3.阻力：环形加速器必须能够有效地减少外部阻力，以避免阻碍运动；
4.维护：环形加速器要定期维护，以保证其性能不受影响。
回旋加速器的发展为重物的合理运动提供了可靠的机械支撑，使得机械设备的操作变得更加高效、安全。
在使用回旋加速器改善动力装置性能时，上述几项条件必须满足才能获得最佳性能。
只有满足这些条件，才能保证回旋加速器的稳定性和可靠性，从而有效解决重物运动中的困难。
回旋加速器需注意的问题
回旋加速器是高中的重要内容,它对于研究带电粒子在磁场中运动很重要，但很多同学往往对这类问题似是而非，认识不深，甚至束手无策、，因此在学习过程中应引起重视。
笔者结合教学实际，谈谈回旋加速器学习过程中应注意掌握的的问题。
一、回旋加速器的基本结构和原理回旋加速器原理如图1所示。
A 0处带正电的粒子源发出带正电的粒子以速度v 0垂直进入匀强磁场，在磁场中匀速转动半个周期，到达A 1时，在A 1 A 1/处造成向上的电场，粒子被加速，速率由v 0增加到v 1，然后粒子以v 1在磁场中匀速转动半个周期，到达A 2/时，在A 2/ A 2处造成向下的电场，粒子又一次被加速，速率由v 1增加到v 2，如此继续下去，每当粒子经过A A /的交界面时都是被加速，从而速度不断地增加。
带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期为T =qBmπ2，为达到不断加速的目的，只要在A A /上加上周期也为T 的交变电压就可以了。
即T 电=qBmπ2 实际应用中，回旋加速是用两个D 形金属盒做外壳，如图2所示两个D 形金属盒分别充当交流电源的两极，同时金属盒对带电粒子可起到静电屏蔽作用，金属盒可以屏蔽外界电场，盒内电场很弱，这样才能保证粒子在盒内只受磁场力作用而做匀速圆周运动。
二、带电粒子在D 形金属盒内运动的轨道半径是不等距分布的设粒子的质量为m ，电荷量为q ，两D 形金属盒间的加速电压为U ，匀强磁场的磁感强度为B ，粒子第一次进入D 形金属盒Ⅱ，被电场加速1次，以后每次进入D 形金属盒Ⅱ都要被电场加速2次。
粒子第n 次进入D 形金属盒Ⅱ时，已经被加速（2n －1）次。
由动能定理得（2n －1）qU =12Mv n 2。
……① 第n 次进入D 形金属盒Ⅱ后，由牛顿第二定律得qv n B =2n n mv r …… ②由①②两式得ｒn =2(21)n UB- ……③ 同理可得第ｎ＋１次进入D 形金属盒Ⅱ时的轨道半径ｒn ＋１=2(21)n U B+ ……④所以带电粒子在D 形金属盒内任意两个相邻的圆形轨道半径之比为12121n n r n r n +-=+，可见带电粒子在D 形金属盒内运动时，轨道是不等距分布的，越靠近D 形金属盒的边缘，相邻两轨道的间距越小。
三甲医院PET CT中心回旋加速器氢气操作规程
三甲医院PET CT中心回旋加速器氢气操作规程一、氢气每次换瓶时必须对管路内的气体进行置换，以保证输出氢气的纯度。
置换时应注意房间内的通风情况。
防止任何可能出现的打火现象，因其为易燃易爆气体，在空气中的体积浓度约5%-97%之间时都有可能发生爆炸，置换时需特别注意其在房间内的浓度不能超标，并且氢气房内应保持充分的通风。
在置换时需先关闭减压器后端的两组球阀，旋紧减压器手柄使其直通，打开其中一组针阀后，再开启同组球阀，利用管内余气进行置换，然后关闭改组针阀。
同组的另一套减压器管路置换操作顺序同理。
二、严禁将本气体工程管路应用于规定以外的其他气体，因有些其他类型的气体混合可能会发生复杂化学反应，有可能造成设备损坏而导致事故。
三、气体阀门开启时应缓慢匀速，切忌突然开启阀门。
防止气体流速过快发热，烧毁垫片。
四、第一次使用气体管路时阀门开启顺序如下1.先关闭全部阀门，减压器手柄应完全松开（逆时针旋松）；2.然后将气瓶与金属软管连接，缓慢开启气瓶阀门；3.缓慢全开一级减压器旁的针阀及球阀，顺时针方向缓慢调节减压器手柄至所需压力值。
一级减压器输出压力应比二级减压器输出压力略高0.2-0.4MPa；4.顺时针方向缓慢调整二级减压器手柄至所需压力值。
使用完毕后，应先关闭气瓶阀门，然后再关闭其他阀门。
五、安装气瓶时严禁敲打气瓶。
六、防止油、油脂等对气体管路的污染。
严禁使用有油污的手套或抹布擦拭气瓶或管路。
七、在供气过程中，如果发现有任何异常的机械振动、噪音、卡住或压力异常上升的现象，表明减压器已存故障，应立即停止使用。
八、金属软管使用满一年后易老化，应及时更换。
775电子回旋加速器安全技术操作规程
Q/JHM 775—2009 Rev.0 电子回旋加速器安全技术操作规程1 范围本标准规定了电子回旋加速器安全技术操作使用要求、维护保养等方面内容。
本标准适用于本公司电子回旋加速器安全技术操作使用和维护保养。
2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。
在引用文件中，只有被本标准具体引用的条款才具有强制性。
Q/JHM 229 设备管理规定3 工作内容与要求3.1 操作者须按规定穿戴好防护用具，持证上岗。
执行该设备使用说明书中的规定。
3.2 操作者须排除作业现场不安全因素。
操作前检查设备润滑、防护、信号，机械、电器等部分，要安全、可靠。
不得带隐患进行作业。
3.3作业人员应熟悉防火、防爆、防触电知识。
必须熟悉设备的结构和性能，熟练掌握操作技能及各种故障的排除和防止方法。
非专业人员禁止拆修设备。
3.4 电子回旋加速器的操作人员，必须经有关部门专业培训，考核合格后，方可持证止岗，无证人员禁止作业。
3.5 作业前，应检查设备上电子仪器、仪表、电源、指示灯、接线是否良好。
探伤室各个防护装置是否安全可靠，检查站结果无误后，方可进行作业。
3.5 电子回旋加速器作业时，必须两个人进行作业，一人作业，一人监护。
两个人在作业过程中要密切配合，防止误操作，监护人要对安全作业负责。
3.6 作业时设备接通电源后，用钥匙打开电源开关及空气开关，电源箱灯亮。
要检查电源箱及射线发生器的冷却风扇是否正常，探伤室安全防护装置或大门是否关牢固，一切正常后方可进行作业。
3.7 准备拍片作业时，要检查拍片室人员是否离开，确定所有人员离开拍片室后，同时关好操作室大门，方可作业。
加速器作业时，要检查操作的各个开关、指示灯正常后，方可送高压开关，开始拍片工作。
不得带有隐患进行作业。
3.8 操作人员在探伤作业前，要佩戴好辐射计量仪及防护用品，工作时要严格遵守安全操作规程，不得随意操作或误操作。
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回旋加速器是高中的重要内容,它对于研究带电粒子在磁场中运动很重要，但很多同学往往对这类问题似是而非，认识不深，甚至束手无策、，因此在学习过程中应引起重视。
笔者结合教学实际，谈谈回旋加速器学习过程中应注意掌握的的问题。
一、回旋加速器的基本结构和原理
回旋加速器原理如图1所示。
A 0处带正电的粒子源发出带正电的粒子以速度v 0垂直进入匀强磁场，在磁场中匀速转动半个周期，到达A 1时，在A 1 A 1/处造成向上的电场，粒子被加速，速率由v 0增加到v 1，然后粒子以v 1在磁场中匀速转动半个周期，到达A 2/时，在A 2/ A 2处造成向下的电场，粒子又一次被加速，速率由v 1增加到v 2，如此继续下去，每当粒子经过A A /的交界面时都是被加速，从而速度不断地增加。
带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期为T =
qB
m
π2，为达到不断加速的目的，只要在A A /上加上周期也为T 的交变电压就可以了。
即T 电=
qB
m
π2 实际应用中，回旋加速是用两个D 形金属盒做外壳，如图2所示两个D 形金属盒分别充当交流电源的两极，同时金属盒对带电粒子可起到静电屏蔽作用，金属盒可以屏蔽外界电场，盒内电场很弱，这样才能保证粒子在盒内只受磁场力作用而做匀速圆周运动。
二、带电粒子在D 形金属盒内运动的轨道半径是不等距分布的
设粒子的质量为m ，电荷量为q ，两D 形金属盒间的加速电压为U ，匀强磁场的磁感强度为B ，粒子第一次进入D 形金属盒Ⅱ，被电场加速1次，以后每次进入D 形金属盒Ⅱ都要被电场加速2次。
粒子第n 次进入D 形金属盒Ⅱ时，已经被加速（2n －1）次。
由动能定理得（2n －1）qU =
1
2
Mv n 2。
……① 第n 次进入D 形金属盒Ⅱ后，由牛顿第二定律得qv n B =
2
n n mv r …… ②
由①②两式得ｒn =
2(21)n U
B
- ……③ 同理可得第ｎ＋１次进入D 形金属盒Ⅱ时的轨道半径ｒn ＋１=2(21)n U B
+ ……④
所以带电粒子在D 形金属盒内任意两个相邻的圆形轨道半径之比为
121
21
n n r n r n +-=
+，可见带电粒子在D 形金属盒内运动时，轨道是不等距分布的，越靠近D 形金属盒的边缘，相邻两轨道的间距越小。
三、带电粒子在回旋加速器内运动，决定其最终能量的因素
由于D 形金属盒的大小一定，所以不管粒子的大小及带电量如何，粒子最终
从加速器内射出时应具有相同的旋转半径。
由牛顿第二定律得qv n B =2
n n
mv r ……①
粒子的动能和动量大小存在定量关系 m v n
②
由①②两式得E k n = 222
2n q B r m
……③
例1、一个回旋加速器，当外加电场的频率一定时，可以把质子的速率加速到v ，质子所能获得的能量为E ，则：
（1）这一回旋加速器能把α粒子加速到多大的速度？ （2）这一回旋加速器能把α粒子加速到多大的能量？
（3）这一回旋加速器加速α粒子的磁感应强度跟加速质子的磁感应强度之比为？
解：（1）由qv n B =
2
n n mv r 得 v n =
n
qBr m
……④ 由周期公式T 电= qB
m
π2 得知，在外加电场的频率一定时，T 为定值，结合④式得V α=v
（2）由③式E k n = 222
2n q B r m
及T 为定值得，在题设条件下，粒子最终获得动
能与粒子质量成正比。
所以α粒子获得的能量为４E 。
（３）由周期公式T 电=
qB
m
π2 得B α∶B H =2∶1。
四、决定带电粒子在回旋加速器内运动时间长短的因素
带电粒子在回旋加速器内运动时间长短，与带电粒子做匀速圆周运动的周期有关，同时还与带电粒在磁场中转动的圈数有关。
设带电粒子在磁场中转动的圈数为n，加速电压为U。
因每加速一次粒子获得能量为qU，每圈有两次加速。
结合E k n=
222
2
n
q B r
m
知，2nqU=
222
2
n
q B r
m
，因此n=
22
4
n
q B r
mU。
所以带电粒
子在回旋加速器内运动时间t =nT=
22
4
n
q B r
mU
.
qB
m
π2
=
2
2
n
Br
U
π。
例2、一个回旋加速器，当外加磁场一定时，可以把质子的速率加速到v，质子所能获得的能量为E，则：
（1）这一回旋加速器能把α粒子加速到多大的速度？
（2）这一回旋加速器能把α粒子加速到多大的能量？
（3）求α粒子和质子在这一回旋加速器内运动时间之比。
解：（1）由qv n B=
2
n
n
mv
r
得v n=n
qBr
m
，在磁感强度一定的情况下，v n
与带电粒子的核质比成正比。
所以V
α=1
2
v。
（2）由E k n=
222
2
n
q B r
m
可知，在磁感强度一定的情况下，E k n与
2
q
m
成正比。
所
以这一回旋加速器能把α粒子加速到的能量也为E。
（3）因带电粒子在回旋加速器内运动时间t =nT=
2
2
n
Br
U
π
，在磁感强度一定
的情况下，各种粒子在回旋加速器内运动时间相等。
经过上面系统的总结之后，学生对回旋加速器问题会有更深、更全面的认识，以后再遇到类似的问题就不再感到束手无策了。