第六章电子感应加速器共35页PPT资料
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电子感应加速器
B C t
0
A B
r B EK 2 t
E k dl
l
电子感应加速器——拓展
两极间产生交变的磁场，这交变磁场又激发一感生电场 电子受到两个力的作用： 切向感生电场和沿径向磁场力 电子能保持在环形真空室内不断地作圆周运动
dB dt
dB dt
dB Ei 2 r r dt
2
ev B
感生电场强度为
r dB Ei 2 dt
v
Ei
另一方面，由动量定理 ，在dt时间内，电子动量增量为
r d ( mv ) eE i dt edB 2
积分得
B mv er 2
v2 evB m r
( 2)
V (t )
dr
解： I V ( t ) λ
0 aI 0 aI m dr ln 2 a 2 r 2 d m μ 0 aλ dV εi ln 2 dt 2 π dt
2a
a
r a
a
(1) ( 2)
dV 0 i 0 dt dV 0 i 0 dt
电磁阻尼---涡流的阻尼作用
电磁炉
电磁炉是一种新型的灶具，其应用了 “涡流效应”，也 就是交变磁场产生电场，处于电场中的导体就会产生电流， 把电能转化为热能。由于它采用的是电磁感应原理加热， 减少了热量传递的中间环节，因而其热效率可达80％。
电磁感应炉
涡电流与应用：2分48后
高频感应加热功率
R r A B dx E
k
方向
A—B
电磁感应定律求解
L B 2
L 2 R 2
2
0
A B
r B EK 2 t
E k dl
l
电子感应加速器——拓展
两极间产生交变的磁场，这交变磁场又激发一感生电场 电子受到两个力的作用： 切向感生电场和沿径向磁场力 电子能保持在环形真空室内不断地作圆周运动
dB dt
dB dt
dB Ei 2 r r dt
2
ev B
感生电场强度为
r dB Ei 2 dt
v
Ei
另一方面，由动量定理 ，在dt时间内，电子动量增量为
r d ( mv ) eE i dt edB 2
积分得
B mv er 2
v2 evB m r
( 2)
V (t )
dr
解： I V ( t ) λ
0 aI 0 aI m dr ln 2 a 2 r 2 d m μ 0 aλ dV εi ln 2 dt 2 π dt
2a
a
r a
a
(1) ( 2)
dV 0 i 0 dt dV 0 i 0 dt
电磁阻尼---涡流的阻尼作用
电磁炉
电磁炉是一种新型的灶具，其应用了 “涡流效应”，也 就是交变磁场产生电场，处于电场中的导体就会产生电流， 把电能转化为热能。由于它采用的是电磁感应原理加热， 减少了热量传递的中间环节，因而其热效率可达80％。
电磁感应炉
涡电流与应用：2分48后
高频感应加热功率
R r A B dx E
k
方向
A—B
电磁感应定律求解
L B 2
L 2 R 2
2
加速器原理 配套课件
一、什么是加速器？
● 加速器全名为“荷电粒子加速器”，是使带电粒子在真空中受磁场力控制、 电场力加速而达到高能量的一种装置。
如图所示，电视机及计算机 显示器就是一小型的加速器。
●加速器应称为“粒子加能器” 但“加速器”的名称早已为人们 普遍接受，故一直被沿用。
● 加速器技术是核技术的 一个重要分支。
3）回旋加速器 ● 1958年—1959年，清华大学2.5MeV电子回旋加速器出束。 ● 1958年：原子能研究所自苏联引进了磁极直径1.2m回旋加速器。60年代
初，先后由北京重型电机厂、上海先锋厂仿制了1.2m、1.5m回旋加速器。 ● 20世纪70年代末至80年代初，由一机部自动化所（即现北京机械工业自
动化研究所）与清华大学、国家计量局合作研制了25MeV电子回旋加速器
§1.1 加速器及其发展历史
三、加速器发展历史
4、加速器技术在中国的发展
4）电子直线加速器 ● 1964年，科学院高能所30MeV电子直线加速器建成。 ● 1974年—1975年初，北京（北京医疗器械研究所、清华大学）、上海
（上海医疗器械厂、高能所）各自研制的10MeV医用电子行波直线加速器 相继成功出束。1977年，上述加速器通过鉴定后，北京医疗器械研究所、 上海医疗器械厂、南京电子管厂、四川东风电机厂、四机部十二所开始小 批量生产或研制医用和工业用电子行波直线加速器
加速器原理 配套课件
目录
第一章 绪 论 第二章 粒子源与束流品质 第三章 倍压加速器 第四章 高压静电加速器 第五章 回旋加速器 第六章 电子感应加速器 第七章 自动稳相准共振加速器基础 第八章 回旋型准共振加速器 第九章 环型准共振加速器
加速器原 理
第一章：绪 论
§1.1 加速器及其发展历史
● 加速器全名为“荷电粒子加速器”，是使带电粒子在真空中受磁场力控制、 电场力加速而达到高能量的一种装置。
如图所示，电视机及计算机 显示器就是一小型的加速器。
●加速器应称为“粒子加能器” 但“加速器”的名称早已为人们 普遍接受，故一直被沿用。
● 加速器技术是核技术的 一个重要分支。
3）回旋加速器 ● 1958年—1959年，清华大学2.5MeV电子回旋加速器出束。 ● 1958年：原子能研究所自苏联引进了磁极直径1.2m回旋加速器。60年代
初，先后由北京重型电机厂、上海先锋厂仿制了1.2m、1.5m回旋加速器。 ● 20世纪70年代末至80年代初，由一机部自动化所（即现北京机械工业自
动化研究所）与清华大学、国家计量局合作研制了25MeV电子回旋加速器
§1.1 加速器及其发展历史
三、加速器发展历史
4、加速器技术在中国的发展
4）电子直线加速器 ● 1964年，科学院高能所30MeV电子直线加速器建成。 ● 1974年—1975年初，北京（北京医疗器械研究所、清华大学）、上海
（上海医疗器械厂、高能所）各自研制的10MeV医用电子行波直线加速器 相继成功出束。1977年，上述加速器通过鉴定后，北京医疗器械研究所、 上海医疗器械厂、南京电子管厂、四川东风电机厂、四机部十二所开始小 批量生产或研制医用和工业用电子行波直线加速器
加速器原理 配套课件
目录
第一章 绪 论 第二章 粒子源与束流品质 第三章 倍压加速器 第四章 高压静电加速器 第五章 回旋加速器 第六章 电子感应加速器 第七章 自动稳相准共振加速器基础 第八章 回旋型准共振加速器 第九章 环型准共振加速器
加速器原 理
第一章：绪 论
§1.1 加速器及其发展历史
感应加速器
电子每一圈可获得能量为：
dW dN
eEdl
e t
（3-7）
磁通量以韦伯为单位，动能用电子伏为单位，则：
dW eV /圈
dN t
（3-8）
1922年，斯莱本提出了感应加速原理，1940年克斯 特等解决了轨道稳定性问题，建成了第一台电子感应 加速器，打开了感应加速器迅速发展的篇章。
轨道稳定性问题包括两层含意：
其中x=r-rc，表示径向偏离。
则：
Zev Bz
Zev
Bc
1
1 Bc
Bz r
c
x
mv2 r
mv2
rc
1
x rc
mv2 rc
1
x rc
带入到Fr公式可得：
Fr
d dt
m
dr dt
Zev Bc
1
1 Bc
Bz r
c
x
mv2 rc
1
x rc
Hale Waihona Puke 由于Zev Bcm
i
Kcm
其中(Kωcm)i是由初始条件决定的绝热不变量。 可见，振荡的振幅反比于 mc 和 K。
由粒子作固定轨道的圆周运动可得：
所以：
A Ai
mc ZeBc
KBc
i
,
A A
KBc
i
KBc
i
KBc
从而阻尼振荡方程的解最终可写成：
y Ai
KBc i ei Kcdt K.C. KBc
决于Bz。
由轴向稳定性条件可知：Bz
1 ，对应于 mv2 曲
rn
r
线，如图随r的分布有两种情况：
（a）：n<1，Bz随r变化平缓； （b）：n>1，Bz随r急剧减弱。
加速器原理介绍 ppt课件
五、微波传输系统
加速器原理介绍
微波传输系统由真空窗（陶瓷窗）、吸收负载、定向耦合器、微波传输元 件等组成。
要求：各部件能承受额定功率和驻波比。 参数：1）频率：2856.25MHZ
2）平均功率：8Kw 3）驻波比：＜1.05 4）测损耗：主要是真空窗的损耗 5）耦合度 6）系统通带 注意事项： （1）平均功率 （2）充气：低于额定值，则会出现打火现象 （3）连接安装时要拧紧，否则会出现漏气 （4）开机时注意微波渗漏
加速器原理介绍
——原理及各系统介绍
2014年1月
一、基本概念
加速器原理介绍
电子加速器是一种使用人工方法使电子在真空中受磁场力控制、电
场力加速而达到高能量的电磁装置。 电子加速器是一种复杂的技术装备，综合了电子加速器原理、电磁场理
论、高电压、微波、磁铁、电源、电气电子、自动控制、传热学、机械设计 和加工、真空、束流诊断与测量、剂量测量、辐射防护等多个领域的综合科 学技术。
加速器原理介绍
八、充气系统
充气系统使用的是六氟化硫气体，其作用：1）提高微波绝缘强度，防 止打火；2）利于速调管输出陶瓷窗散热。
充气操作系统结构图如下：
1—气瓶 2—减压阀 3—过滤干燥器 4—充气阀 5—放气阀 6—气体分流器（五通） 7—大气压表 8—隔离阀 9—小气压表(大小气压表均有上、下限保护触点信号输出)
一、电子枪
加速器原理介绍
电子枪是加速器的电子源，它产生一定能量 、流强和形状要求的电子束，并进入加速管进行 加速。
电子枪为二极型的皮尔斯电子枪，由阴极（ 阴极热子组件）、聚焦极和阳极组成。阴极发射 的电子，经聚焦极聚焦，通过阳极孔进入加速管 ，电子枪的导流系数为0.068微朴。根据加速器 的设计要求，电子枪的工作电压为55-65KV ，发 射束流连续可调，最大束流为1A 。
医用电子直线加速器原理优秀课件
驻波加速原理
❖ 利用电磁波的轴向电场分量不断的推动电子加速 ❖ 轴向电场的大小和方向是随时间交变的 ❖ 振荡的包络线是不变的 ❖ 只要电子的飞行（渡越）时间正好等于微波振荡的半周期，就能
满足持续加速
生命至尊责任至上
驻波加速原理（1）
生命至尊责任至上
驻波加速原理（2）
生命至尊责任至上
驻波加速原理（3）
生命至尊责任至上
医用电子直线加速器功能
❖ 产生射线 ❖ 使射线适合放疗
生命至尊责任至上
产生射线
生命至尊责任至上
适合放疗
生命至尊责任至上
XHA600医用电子直线加速器
生命至尊责任至上
主机结构
❖ 固定机架 ❖ 旋转机架 ❖ 治疗头 ❖ 底座
❖ 治疗床
治疗头
治疗床
旋转机架
固定 机架
底座
生命至尊责任至上
波导窗
软波导
环流器
加速管
吸收负载
定向耦合器
圆方转换 磁钢
E2V 磁控管
生命至尊责任至上
环流器
生命至尊责任至上
四端环流器
3口
1口
2口 4口
生命至尊责任至上
微波系统的组成
生命至尊责任至上
前向波
2
4
1 3
E2V
生命至尊责任至上
反射波
E2V
生命至尊责任至上
三端环流器------前向波
E2V
生命至尊责任至上
医用电子直线加速器原理优秀课件
生命至尊责任至上
医用电子直线加速器整机结构
生命至尊责任至上
医用加速器分类
❖ 按加速对象分 ❖ 医用电子加速器
❖ 医用电子直线加速器 ❖ 医用电子回旋加速器 ❖ 医用电子感应加速器
最新医用电子直线加速器原理-2018
这样高频率的高压不可能用电线传输。
❖ 要实现这种加速模型只能在一个谐振腔列(链) 中完成。
生命至尊责任至上
驻波加速原理
❖ 利用电磁波的轴向电场分量不断的推动电子加速 ❖ 轴向电场的大小和方向是随时间交变的 ❖ 振荡的包络线是不变的 ❖ 只要电子的飞行（渡越）时间正好等于微波振荡的半周期，就能
满足持续加速
8 10
7 4HC3 2
4 .7 k
P1-1 2A
DS ILR ST
D5 IDIA08
D6 IDIA09
D7 IDIA10
D8 IDIA11
U3 2A
1
2
7 4HC1 4
P1-3 4B
RN1 5E
9
5
2 .2 k
ILSYM1
DCCOM 5 RN2E 12
C23 0 .1 u F
CR13 1 N44 4 8
C21 0 .1 u F
RN1 1C
9
3
2 2k
CR7 1 N44 4 8
+5V RN1 5C
9
3
2 .2 k
U2 C
5
12
6 TLP5 2 1-4
11 LGND
U1 4B 4 5
7 4HC0 8
U1 4C 9 10
7 4HC0 8
+5V U2 1B
RN1 9B
9
2
6 80
10 SD
12 D
Q8
6
1 1 CLK
灯） ❖ 急停开关 ❖ 防护门门联锁 ❖ 准备指示灯和出束指示灯
❖ 在加速器主机安装之前，用户须将十一根联锁线接至主机下方电 缆沟内，预留长度三米。
生命至尊责任至上
❖ 要实现这种加速模型只能在一个谐振腔列(链) 中完成。
生命至尊责任至上
驻波加速原理
❖ 利用电磁波的轴向电场分量不断的推动电子加速 ❖ 轴向电场的大小和方向是随时间交变的 ❖ 振荡的包络线是不变的 ❖ 只要电子的飞行（渡越）时间正好等于微波振荡的半周期，就能
满足持续加速
8 10
7 4HC3 2
4 .7 k
P1-1 2A
DS ILR ST
D5 IDIA08
D6 IDIA09
D7 IDIA10
D8 IDIA11
U3 2A
1
2
7 4HC1 4
P1-3 4B
RN1 5E
9
5
2 .2 k
ILSYM1
DCCOM 5 RN2E 12
C23 0 .1 u F
CR13 1 N44 4 8
C21 0 .1 u F
RN1 1C
9
3
2 2k
CR7 1 N44 4 8
+5V RN1 5C
9
3
2 .2 k
U2 C
5
12
6 TLP5 2 1-4
11 LGND
U1 4B 4 5
7 4HC0 8
U1 4C 9 10
7 4HC0 8
+5V U2 1B
RN1 9B
9
2
6 80
10 SD
12 D
Q8
6
1 1 CLK
灯） ❖ 急停开关 ❖ 防护门门联锁 ❖ 准备指示灯和出束指示灯
❖ 在加速器主机安装之前，用户须将十一根联锁线接至主机下方电 缆沟内，预留长度三米。
生命至尊责任至上
电子直线加速器的工作原理课件
加速电压
加速管中的微波电场通常由微波源 产生，并由速调管进行调谐，以实 现高效加速。
微波传输与能量耦合
微波源
微波源产生微波能量，并通过微 波传输系统将其传输到加速管中
。
能量耦合
微波能量通过耦合结构传输到加 速管中，为电子束提供加速能量
。
传输效率
为了提高加速效率，需要确保微 波传输系统和能量耦合结构的稳
环保问题
电子直线加速器在运行过程中会产生一定的噪音和热量，需要采取相应的环保措 施，减少对周围环境的影响。
THANKS
感谢观看
作用而获得能量。
加速管通常采用高电压、高频率 的电源，以实现电子的高效加速
。
加速管的长度和直径根据加速电 子的能量和束流强度而定，一般 采用金属材料或复合材料制造。
微波功率源
微波功率源是电子直线加速器 的能源部分，其作用是将电能 转换为微波能，为加速管提供 能量。
微波功率源通常采用磁控管或 速调管等微波器件，其工作频 率根据加速电子的能量而定。
微波功率源的输出功率和稳定 性对加速器的性能和稳定性有 重要影响。
真空系统
真空系统的作用是提供高真空环境，以减少电子与气体分子的碰撞损失，提高加速 效率。
真空系统通常包括真空泵、真空测量系统和真空容器等部分。
真空度要求根据加速电子的能量和束流强度而定，一般要求达到10^-6 Torr或更低 。
控制系统
束流品质
束流强度
束流强度是指单位时间内通过加速器 的电子数量。高束流强度能够提供更 强的电子束，适用于需要大剂量电子 束的应用，如放射治疗和放射成像。
束流纯度
束流纯度是指电子束中特定能量或特 定质量电子的比例。高纯度电子束能 够提高实验或应用的精度和效果。
加速管中的微波电场通常由微波源 产生，并由速调管进行调谐，以实 现高效加速。
微波传输与能量耦合
微波源
微波源产生微波能量，并通过微 波传输系统将其传输到加速管中
。
能量耦合
微波能量通过耦合结构传输到加 速管中，为电子束提供加速能量
。
传输效率
为了提高加速效率，需要确保微 波传输系统和能量耦合结构的稳
环保问题
电子直线加速器在运行过程中会产生一定的噪音和热量，需要采取相应的环保措 施，减少对周围环境的影响。
THANKS
感谢观看
作用而获得能量。
加速管通常采用高电压、高频率 的电源，以实现电子的高效加速
。
加速管的长度和直径根据加速电 子的能量和束流强度而定，一般 采用金属材料或复合材料制造。
微波功率源
微波功率源是电子直线加速器 的能源部分，其作用是将电能 转换为微波能，为加速管提供 能量。
微波功率源通常采用磁控管或 速调管等微波器件，其工作频 率根据加速电子的能量而定。
微波功率源的输出功率和稳定 性对加速器的性能和稳定性有 重要影响。
真空系统
真空系统的作用是提供高真空环境，以减少电子与气体分子的碰撞损失，提高加速 效率。
真空系统通常包括真空泵、真空测量系统和真空容器等部分。
真空度要求根据加速电子的能量和束流强度而定，一般要求达到10^-6 Torr或更低 。
控制系统
束流品质
束流强度
束流强度是指单位时间内通过加速器 的电子数量。高束流强度能够提供更 强的电子束，适用于需要大剂量电子 束的应用，如放射治疗和放射成像。
束流纯度
束流纯度是指电子束中特定能量或特 定质量电子的比例。高纯度电子束能 够提高实验或应用的精度和效果。
人教版选修3-2 第六章 第1节 传感器及其工作原理 课件(35张)
7．(多选)电容式话筒的保真度比 动圈式话筒好，其工作原理如图所 示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和 固定电极N形成一个电容器，被直 流电源充电．当声波使膜片振动 时，电容发生变化，电路中形成变 化的电流．在膜片向右运动的过程中( )
A．电容变大 B．电容变小 C．导线AB中有向左的电流 D．导线AB中有向右的电流
指针向右偏．F不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到
零刻度．故选A.
谢谢观看！
3．(多选)关于光敏电阻，下列说法正确的是( ) A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电 学量 B．硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导 电性能差 C．硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导 电性能良好 D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多， 导电性能变好
要点二 常用的敏感元件 1．光敏电阻 (1)定义 光敏电阻是一种电阻值随射入光的 6 ___强__弱_____而改变的电 阻器．
(2)工作原理 光敏电阻主要材料是硫化镉，硫化镉是一种 7 ___半__导__体___材 料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增 强，载流子增多，导电性能变好． (3)作用 光敏电阻能够把 8 __光__照__强__弱__这个光学量转换为 9 __电__阻____ 这个电学量． (4)应用 自动冲水机、路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报 警器等都是利用了光电传感器的原理．
③特点
金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较 13 _____差_____．
(3)热敏电阻或金属热电阻能够把 14 ___温__度_____这个热学量 转换为 15 ___电__阻_____这个电学量．
3．霍尔元件 (1)定义 霍尔元件是利用 16 __霍__尔__效__应__制成的新型磁敏元件．霍尔 传感器是由霍尔元件、放大器、温度补偿电路及稳压电路构成 的．
高中物理第6章第3节信息时代的电子“感官”课件鲁科版选修1
(3)转换电路的作用是将转换元件转换的电信号转换成易于传播 或测量的电学量输出．
【例 1】 (多选)下列关于传感器的说法中，正确的是( ) A．电视机遥控器就是一个传感器 B．传感器是一种能够将非电学量转换为电学量的检测装置 C．传感器是实现信息自动检测和自动控制的首要器件 D．无人管理的自动灌溉系统是温度传感器在农业生产中的应用
应用：空调、电冰箱、微波炉、消毒柜等． (3)光敏电阻传感器：利用光敏电阻器的电阻值随光照强度的变化 而改变的特点．无光照时，光敏电阻器的电阻值很大，有光照时，光 敏电阻器的电阻值变小，从而引起电路中电流和电压的变化． 应用：工业自动化控制、光电计数器等．
(4)红外线传感器：接收携带信息的红外线，转换成电信号，从而 获得红外线辐射源的相关信息．
3．传感器如何传感信息 传感器是由_敏__感__元__件__、_转__换__元__件___ (处理电路)及辅助电源组成 的．敏感元件是能敏锐地感受某种_物__理__信__息___并将其转变为_电__信__号___ 的特种电子元件．转换元件是将信号进行放大和滤波处理，随后将 _电__信__号___转换为_数__字__信__号___输出的装置．
自动计数器的原理 自动计数器是利用光敏电阻对光的敏感特性将光照强度这个光 学量转换为电阻这个电学量，并将电路中的电压用信号处理系统识 别以达到计数的目的．
C [人时刻在向
3．通常当人走向商场或银行的门口时， 四周辐射红外线，当人
有的门就会自动打开，是因为门上安装了下 靠近自动门时，门中安
列哪种传感器( )
非电学量 → 敏感元件 → 转换元件 → 转换电路 → 电学量 (1)敏感元件是传感器的核心部分，它是利用材料对某一物理量敏 感的特性制成的．温度传感器常用的敏感元件有：双金属片、光敏电 阻、热敏电阻等．
【例 1】 (多选)下列关于传感器的说法中，正确的是( ) A．电视机遥控器就是一个传感器 B．传感器是一种能够将非电学量转换为电学量的检测装置 C．传感器是实现信息自动检测和自动控制的首要器件 D．无人管理的自动灌溉系统是温度传感器在农业生产中的应用
应用：空调、电冰箱、微波炉、消毒柜等． (3)光敏电阻传感器：利用光敏电阻器的电阻值随光照强度的变化 而改变的特点．无光照时，光敏电阻器的电阻值很大，有光照时，光 敏电阻器的电阻值变小，从而引起电路中电流和电压的变化． 应用：工业自动化控制、光电计数器等．
(4)红外线传感器：接收携带信息的红外线，转换成电信号，从而 获得红外线辐射源的相关信息．
3．传感器如何传感信息 传感器是由_敏__感__元__件__、_转__换__元__件___ (处理电路)及辅助电源组成 的．敏感元件是能敏锐地感受某种_物__理__信__息___并将其转变为_电__信__号___ 的特种电子元件．转换元件是将信号进行放大和滤波处理，随后将 _电__信__号___转换为_数__字__信__号___输出的装置．
自动计数器的原理 自动计数器是利用光敏电阻对光的敏感特性将光照强度这个光 学量转换为电阻这个电学量，并将电路中的电压用信号处理系统识 别以达到计数的目的．
C [人时刻在向
3．通常当人走向商场或银行的门口时， 四周辐射红外线，当人
有的门就会自动打开，是因为门上安装了下 靠近自动门时，门中安
列哪种传感器( )
非电学量 → 敏感元件 → 转换元件 → 转换电路 → 电学量 (1)敏感元件是传感器的核心部分，它是利用材料对某一物理量敏 感的特性制成的．温度传感器常用的敏感元件有：双金属片、光敏电 阻、热敏电阻等．
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§6.1、电子感应加速原理
5、电子感应加速器的结构及 工作状态
（1）结构和组成
电子感应加速器的结构如图所示 组成：
# 两轭“山”形磁极 # 励磁线圈 # 励磁电源（交变） # 真空盒 # 电子枪
§6.1、电子感应加速原理
5、电子感应加速器的结构 及工作状态
2）磁场分布及2：1关系
中平面上的磁场沿r方向的分布 如图所示；
d(t)
m 2eR02eR0R0 2BR0z(t)
R0
e
2R0
R02BR0z (t)
eBR0 (t)
BR0z(t):BR0(t)2:1
此式表明：要使电子在不 断增长的磁场中沿一半径不 变的圆形轨道上运动并加速， 就必须保证这个轨道范围内 的平均磁感应强度与轨道附 近的导引磁感应强度始终保 持2：1关系。
4、平均加速磁场 BR0z (t) 与导引 磁场 B R 0 ( t ) 的2：1关系
由： m2
R0
eBR0 (t)
得：
R0
m
eBR0(t)
P(t) eBR0(t)
另：l Edldd(tt)
E2R0
d(t)
dt
E 1 d(t) 2R0 dt
eE d(d mt)2eR0dd(t)t
d(m)
e
2R0
聚焦。
0 n 1
要求在电子回旋轨道附近：
Bz 0 r
§6.2、电子束的聚焦
2、聚焦特性
偏离平衡轨道的电子所受到的聚
经典回旋加速器章节中，已得到带 电粒子在桶形磁场中的动力学方程。
焦作用力：
Fr m 2(1n)x
dddt((mmdddzxt))mm22n(1zn)x
dt dt
(r方向)
Fz m2nz
上式即为轨道导引磁场与电子动 能之间的关系。
在电子感应加速器中，采取在恒 定轨道加速电子
得： R0ePB R(0t()t)Wc(W eB R20(t0))12 C
§6.1、电子感应加速原理
3、电子能量增长与加速磁通量 之间的关系
1）加速磁场 B R0 z ( t ) 和加速磁通量 (t )
由
Edl
§6.1、电子感应加速原理
2、沿恒定轨道加速电子的导引 磁场条件
1）导引磁场（轨道磁场） B R 0 ( t ) 为了使电子沿恒定圆形轨道运动并
在涡旋电场中得以加速，必须在电子 恒定轨道上设置合适的导引磁场 。
2）导引磁场与电子能量的关系
由：
2
m R0
eBR0 (t)
P(t)m
R 0 为轨道半径，W 和 0 分别为 电子的动能与静止能量。
BR0z (t) ds
R0
R0 t
t
R0
BR0z
(t)
ds
必须有变化的磁场来产生涡旋的 电场用以加速电子，把这个磁场称为
BR0z (t )
为
R
2 0
范围的平均加速磁场
加速磁场。加速磁场在轨道圆所包围
的面积上的通量称为加速磁通量，即
( t)R 0B R 0 z( t)d s B R 0 z( t)R 0 2
SBdst
故得： dW e
dN t
dW dt e
dt dN t
A）离子质量比电子质量大的多， 同样的动能的离子在磁场中的轨道 半径比电子大的多；
B）离子速度比电子速度小的多；
离子增加一定能量所需的磁通量
dW2R0 e dt t
2R0 dWed
增量比电子大的多，故感应加速器只 适合于加速电子。
§6.1、电子感应加速原理
可写为下列形式：
(z方向）
Fr (1n)ceB R0(t)Rx0
其中，xrrc 是相对平衡轨道的径向 偏移，z 为轴向偏移。
Fz nceBR0(t)Rz0
§6.1、电子感应加速器原理
1、感应加速原理
根据麦克斯韦方程，变化的磁场 可以产生涡旋电场，即：
E d l B tds
（或
）
v E
uv B
t
将电子注入到涡旋电场中进行
加速，同时，利用导引磁场将电子控
制在恒定轨道加速。
必须合理设计加速磁场 B R 0 z ( t )
和轨道导引磁场 B R 0 ( t ) 。
加
速
器
直
线
感 应
本章介绍电子感应加速器。
2、1940年建成了第一台电子 感应加速器（Ee=2.3MeV）
3、电子直线加速器（现代）
4、电子加速器的用途
1）电子与物质的相互作用研究 ；
2）电子辐照加工； （如电缆辐照，热缩管加工，器
件辐照）
3）用电子打靶韧致辐射产生较高能 量、较高强度的光子；
# 光子与核的相互作用研究； # 医学上的应用（如诊断、治疗） # 农业上的应用（如辐照保 鲜） # 工业探伤 # 成像检测。 4) 白光中子源
一般只利用1/4周期来 加速电子。 在磁场上升的1／4周 期里，电子可以完成 在轨道上几十万次的 旋转运动。
只能获得脉冲式电子 束。
§6.2、电子束的聚焦
概述：
由于各种原因，被加速的电子会偏离平衡轨道，这种偏离 可分为轴向（z方向）偏离和径向（r方向）偏离，即散焦。
必须在轴向和径向加聚焦力，以减小电子束的由于发散所 带来的损失。
磁场分布必须满足2:1关系，即：
BR0z(t):BR0(t)2:1
才能保证能量不断增长的电子 在不断增长的磁场中沿一半径不变 的圆形轨道上加速运动运动。
加速磁通量：
BR0z(t)R0
§6.1、电子感应加速原理
5、电子感应加速器 的结构及工作状态
3）励磁电流及加速 模式
励磁线圈上加交变电 流，产生随时间变化 的磁场。如图所示。
内容
§6.1、电子感应加速器原理 §6.2、电子束的聚焦 §6.3、电子能量和辐射损失 §6.4、电子的入射俘获及电子流强度 §6.5、感应加速器电子束性能 §6.6、直线电子感应加速器
前言
1、电子加速器的类型
电子加速器是加速器家族中的重
要成员。电子加速器主要有以下几种
类型：
高
压
倍
静
压 电
电
子
§6.1、电子感应加速原理
3、电子能量增长与加速磁通量 之间的关系
2）电子能量与磁通量的关系
当电子能量达到几MeV个时，c ，
得：
2R0W2R0P
ec
e
电子沿轨道回旋一圈所获及的能量：
ddW N l eE
dl
即是能量增长与磁通量增长的关系。
由积分方程：
l EdlS
§6.2、电子束的聚焦
1、轴向(Z) 和径向(r)聚焦条件
在经典回旋加速器，保证轴向和径 向同时聚的条件 ：
用如图所示鼓形磁极来产生满足 聚焦条件的磁场分布
0 n 1
其中，磁场降落指数：
(n r Bz ) B r
在感应加速器中横向稳定性也采用
下列条件来保证电子束的轴向和径向