同步加速器原理.ppt
加速器讲义讲解
成像模式： 透视——将快速X射线序列转换成动态影像
“锥形束CT”模式——产生三维软组织目标影像
治疗机照射的时序控制（二）
Cyber-knife（赛博刀）治疗机
Stanford大学医疗中心1992年研发的大型立体定向放射治疗设备，采用计 算机立体定位导向，自动跟踪靶区，无须使用固定头架或体架. 摆脱了加速器机架和治疗床旋转的束缚和对精度的影响
C形臂X刀的结构特点
旋转机架和常规医用电子直线加速器一样，绕Y 轴旋转。C形臂装在旋转机架上的导轨内，可绕U 轴旋转60º而构成相互垂直二轴旋转系统
患者精密摆位后，治疗床在治疗过程中始终不动， 提高了治疗等中心精度
机架旋转角φ≤±195º，C形臂旋转角ψ=0~60º， 从而使患者头部86.5%的立体角范围内可获得治疗 照射
按工作时的温度高低：常温加速器和超导加 速器
按应用领域：工业加速器、农业加速器和医 用加速器
通常将几种名称联系在一起，使加速器的基 本特点更为清晰，如医用电子行波直线加速 器或重离子超导回旋加速器等
医用加速器的种类
类型
• 医用电子加速器 • 医用质子加速器 • 医用重离子加速器 • 中子治疗加速器 • 术中放射治疗加速器
X射线能量可任选4MV或6MV。本机选用了较长的 卧式加速管结构和270º偏转装置，以降低机架高 度
照射头对侧的C形臂端，装有小型活动挡束板，降 低了对机房的屏蔽要求
诺力刀
Brainlab 1998年开发成功的 集加速器、MLC 和自动摆位装置于一体立体定向放射外科装 置
等中心精度达0.7mm、剂量率高达 800cGy/min、半影宽度只有3mm
即控制患者某一时段的呼吸，进行照射。患者戴上呼吸机， 平静呼吸或深吸气后蹩气进行定位及照射 该技术需要患者的配合和治疗前的呼吸训练，同时要求患 者能承受适当时间长度的屏气动作
加速器原理-同步加速器
fc
v
2r
qeB
2m
qec2 B
2 (W 0 )
frf
hfc
14320
hqB
W 0
(MHz, MeV, T)
当W↑，需B 变或 f 变或 h 变
实际上轨道不一定保持圆形，可有直线节r0 公式仍对，但周长 L 2r0 Nl
此时 fc
v L
c L
c L
W (W 2 0 ) W 0
要保持L不变，W↑需 frf 变hfc
调频范围
ffinal vf / L f finject vi / L i
调磁范围（对高能W >>ε0）
Bf Wf Bi Wi
质子比电子难（ f / i 大），电子高能 后可不调频；
提高 i 有利，可减小调频范围
5. 超导磁铁
现代大型对撞机 （LHC等）均使 用超导磁铁。场 强可达8.5T，为 此液氦温度要降 到1.9K。为使场 的均匀度达到 10-4，线圈的几 何精度要达到 20m。
(二)、真空系统 1. 基本要求
1) 真空度足够高（对撞机要求10-7－10-8
Pa），束流寿命大于10h
2) 启动快，局部暴露大气后能很快恢复 3) 真空盒内表面尽可能光滑过渡，减小尾场 4) 真空盒内壁导电好，减小壁阻抗 5) 对同步光进行有效屏蔽，减小部件损伤 6) 有效冷却同步光和尾场产生的热负载
300qr0
脉冲工作：数秒一次到每秒几十次
有一定初始能量的电子 (一般大于10~15MeV)从 注入器注入到真空室。 主导磁场随时间周期地 变化着，当电子注入时， 主导磁场值比较低，随 着电子不断加速，主导 磁场的值同步增加。
加速器物理课件第9章电子回旋-同步加速器
(
1 ) Ml 1 2 r0 常数...... f rf 不变
当 》 0 ........ 1..... f s
c 2 r0
9-4 强聚焦同步加速器
强聚焦原理： 轴向和径向的磁聚焦要求： 0＞n＞1----弱聚焦加 速器 如果n＞＞1 则轴向磁聚焦、径向发散 如果n＜＜1 则径向磁聚焦、轴向发散 但是交替排列n＞＞1 和n＜＜1的两种磁铁就可以 获得两个方向上的强得多的聚焦作用，称为强 聚焦原理。采用这种聚焦方式的加速器为强聚 焦同步加速器----交变梯度聚焦加速器----周期 聚焦加速器
共振加速条件： 2 s 1 2m Trf Ts 2 k qk c B0 qk B0 1 1 2r0 Trf Ts k k v 电子时，v c 2 s 1 2r0 Trf ......Trf ......不需要调频 2 k c qk c B0 既不需要稳相了，只需要改变磁场来同步， 这种先稳相后同步叫做稳相同步加速器 质子时，速度v达不到c，要一直调频（稳相）
s
0 0 1 1 1 s 1 s 1 1 1 1 0 1 0 1 f2 f1 s s s s2 1 f f f f1 f 2 1 2 1 1 1 s f1 f2 f1 f 2 1 1 1 s ( ) F f1 f2 f1 f 2 0 s2 s s f2 s 1 f2 聚焦的条件 f1 f 2是负的 为不散焦条件 1 临界条件： 0 F
1 sin n1 n1 cos n1 1 sh n1 n1 ch n1 1 sin n2 n2 cos n2 1 sh n2 n2 ch n2
加速器ppt
第一批粒子加速器的运行显示了人工方法产生快速粒子束 的巨大优越性：不仅其强度远高于放射性元素、宇宙射线等 天然快速粒子源，而且粒子的品种、能量以及粒子束的方向 等都可任意选择、精确调节。但这些加速器的粒子能量低, 回旋加速器是唯一能将氘和α粒子加速到20—50MeV的加速 器.
1940年美国科学家科斯特研制出世界上第一个电子感应加速 器。极限约为100MeV。
第四节 加速器的应用
加速器作为粒子源有一系列的优点，所产生的粒 子种类繁多，粒子束能量精确可调，因此加速器在 科技，生产和国防建设领域中的应用极为广泛：
一、在探索和变革原子核和基本粒子方面的应用
几十年来，人们利用加速器合成了绝大部分超铀 元素和上千种人工放射性核素，并系统地研究了原 子核的性质、内部结构以及原子核之间的相互作用 过程。
北京大学建成4.5MV质子单级静电加速器。
八十年代末 北京2.2/2.8GeV正负电子对撞机 （BEPC）。兰州直经7.2米的分离扇型重离子加速 器(HIRFL)。合肥800MeV同步辐射光源(HESYRL)
九十年代后期，中科院兰州近代物理研究所正在建造 重离子冷却储存环加速装置。
2004年北京正负电子对撞机重大改造工程 (BEPCⅡ)第一阶段设备安装和调试工作取得重大进
二战期间，出射能量更高的直线加速器快速发展。
1945年，前苏联科学家维克斯列尔和美国科学家麦克米伦各 自独立发现了自动稳相原理。自动稳相原理的发现是加速器 发展史上的一次重大革命，它导致一系列能突破回旋加速器 能量限制的新型加速器产生：同步回旋加速器。
现在，对撞机已成为获得粒子之间最高有效作用能的主要手 段。由于这一系列的发展和成就，。
产 物
基本要求和功能 1 提高带电粒子的能量 2 增加带电粒子束的强度
物理学中的同步加速器技术
物理学中的同步加速器技术同步加速器技术是物理学中的一项核心技术。
它被广泛应用于粒子物理实验，以及医疗、材料科学等领域。
同步加速器技术是如何实现的呢？在本文中，我们将深入探讨同步加速器技术的实现原理及其在物理学中的应用。
同步加速器是什么？在物理学中，同步加速器是一种能够将粒子加速到极高速度的机器。
它基于强电场和强磁场的相互作用，将粒子加速至高速度，并在粒子之间产生相互碰撞。
同步加速器技术存在多种形式，如线性加速器、环形加速器等。
其中，环形加速器是同步加速器技术的重要载体。
同步加速器技术的实现原理是什么？同步加速器技术通过利用电场和磁场的相互作用来加速粒子。
在同步加速器中，粒子首先进入一个强电场区域，接着进入一个强磁场区域，通过交替作用使其加速。
强电场的作用是加速粒子，强磁场则通过引导粒子的运动，确保粒子沿着预定轨道运动。
由于粒子速度的增加与粒子所受的电场和磁场的强度、频率有关，因此同步加速器技术的实现需要精确控制电场和磁场的强度、频率以及粒子的输入速度等参数。
同步加速器技术在物理学领域中的应用非常广泛。
一个重要的应用就是粒子物理实验。
粒子物理实验中，同步加速器被用来加速粒子，使得它们到达高速度后与靶体发生碰撞。
通过观察粒子与靶体碰撞的结果，物理学家们能够深入研究粒子和物质之间的相互作用，阐明粒子的结构和本质。
同步加速器在这方面的应用，让我们更好地认识到了我们所处的宇宙。
同步加速器技术还被广泛应用于医疗、材料科学等领域。
例如，同步加速器可以用来产生高能X射线，用于医学检查和治疗。
同步加速器还可以被用来做材料科学研究，例如观察原子和分子的运动方式，以及材料中的缺陷和有限尺寸效应。
在同步加速器技术的研究和应用过程中，技术人员和物理学家们面临着许多挑战。
例如，在同步加速器中，粒子在高速运动过程中产生的辐射会对加速器系统造成巨大损坏。
为了克服这些挑战，物理学家和工程师们采用了一系列创新性技术，例如超导技术、防护材料和稳定性技术等。
加速器原理-第1章
1932年美国科学家柯克罗夫特（J.D. Cockcroft）和爱尔兰科学家沃尔顿(E.T.S. Walton)建造成世界上第一台直流加速器——命名为柯 克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器（700kV），以能量 为0.4MeV的质子束轰击锂靶，得到α粒子和氦的核反应 实验——Li (p,α) He。 这是历史上第一次 用人工加速粒子实现 的核反应，因此获得 了1951年的诺贝尔 物理奖。
奈辛(G.Ising)于1924年，维德罗 (E.Wideroe)于1928年分别发明了用漂移管上 加高频电压原理建成的直线加速器，由于受当 时高频技术的限制，这种加速器只能将钾离子 加速到50keV，实用意义不大。
1932年，美国实验物理学家劳伦斯 (wrence) 建成了回旋加速器，并获得 人工放射性元素为此获得了1939年的诺贝尔物 理奖。他们通过人工加速的p、d和α等粒子轰 击靶核得到高强度的中子束，首次制成了24Na、 32P、131I等医用同位素。人们为了纪念劳伦斯， 把103号元素Lr 命名为 “铹”。这是加速器 发展史上获此殊荣的第一人。
第1节 加速器的发展概况
（1） 1919年E.卢瑟福(E.Rutherford) 用天然放射源实现了第一个人工核反应 从而激发了人们寻求用人造快速粒子源 来变革原子核的设想。
1919年，卢瑟福利用212Po放出的7.68MeV的α粒子（ 速度为2×109 cm/s）作为枪弹，去射击氮气，结果 发现，有五万分之一的几率发生了如下的反应：
九十年代后期开始，中科院兰州近代物理研究 所正在建造重离子冷却储存环加速装置，目前 工程已进入后期；800MeV合肥同步辐射光源 的二期工程已接近完成。
2005年北京正负电子对撞机（BEPC）正式结 束运行。中科院高能物理研究所开始其升级工 程（BEPCII）， 投资6.4亿元。新北京正负电 子对撞机的性能将是美国同一类装置的3~7倍， 对研究体积为原子核一亿分之一的夸克粒子等 基础科研具有重要意义。
核技术应用及进展(7支撑技术)
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20
ep量子电动力学 量子电动力学
1
2
3
§1 加速器
加速器 I. S. R. (日内瓦 日内瓦) 日内瓦 PETRA (汉堡 汉堡) 汉堡 AMS 阿尔法磁谱仪 原定目标 Z，W ， 顶夸克 暗物质、 暗物质、反物质 宇宙线
§1 加速器
3. 回旋加速器
D形盒
一、几种低能加速器
mv 半径: 半径: r = qB
2π m 周期: 周期: T = qB
出射粒子束
是一种粒子沿圆弧轨 道运动的谐振加速器 ，离子在恒定的强磁 均匀磁场B 场中，被固定频率的 场中， 高频电场多次加速， 高频电场多次加速， 获得足够高的能量。 获得足够高的能量。
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22
§1 加速器
三、对撞机 费米梦想的加速器
• 诺贝尔物理奖获得者费米曾在 1954年提出环绕地球建一台加速 1954年提出环绕地球建一台加速 器的设想，称为费米的梦。 器的设想，称为费米的梦。其能 量可达数千TeV。 数千TeV 量可达数千TeV。 • 有人建议沿我们的万里长城建 一台加速器，其能量可达134 134TeV 一台加速器，其能量可达134TeV 这些都是梦， ，这些都是梦，要建造更高能量 的加速器，必须在新技术、 的加速器，必须在新技术、新原 理方面进行探索。 理方面进行探索。
四极磁铁： 四极磁铁：以透镜 机制聚焦光束线
同步加速器示意图
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12
§1 加速器
(1)使带电粒子作回旋运动 (1)使带电粒子作回旋运动
弱聚焦同步加速器
弱聚焦同步加速器原理：ν增加，B增加，近似的圆形轨道。
我们再次运用（19．1）式，现在将。
和B 都同某一m值相配合，并且利用相位的稳定性。
B的升高使得粒子保持在半径几乎恒定的轨道上，而不是先前的螺旋式图样。
这种安排取消了设在早期回旋加速器中心的巨大磁铁，主要好处是节约了资金。
取代中心磁铁的是围绕一个汽车轮胎式的环形真空室，装备许多小得多的磁铁。
与先前的设备不同的是，现在粒子必须从外面注人进去。
由于在铁材料里有小的剩余磁场和其他的磁体缺陷，很难在接近零场时精确地控制B，因此，必须用一个较简单的装置，把要注进去的粒子预先进行加速。
于是，粒子的注人和束流的抽取，带来了一些新的技术问题。
1946年在英国第一次将这种加速器应用于加速电子。
1945年构思出来的麦克米兰的电子同步加速器，在1949年达到了320MeV。
第一个实验“是用高能X射线来产生介子，这些X射线是电子在它们的弯曲路径上发射出来的所谓同步辐射的一部分。
审慎地选取机器的参数，可以使伴随出现的能量损失保持在低水平上。
这种损失效应同（E/m）4/R成比例，这里的R是轨道的曲率半径。
选择大的R，低的B（～3千高斯）和高的射频功率，能够达到～20GeV的能量。
第一台质子同步加速器是科斯莫加速器（3GeV），接着有设在伯明翰（1953年，IGeV）、伯克利（1954年，6GeV）、杜布纳（1957年，10GeV）、萨克雷（1958年，ZGeV）等地的同类型加速器投人运行，后来又造了一些。
那时候还提出了一种关键的新思路，打开了通向更高能量的康庄大道。
3．强聚焦：变梯度同步加速器（ΑGS）。
上面所说的对围绕理想轨道所做的振动的频率约束，变得越来越难于维持了，而相应的束流强度也受到损失；能量越高，即束流的回转频率越高，情况就越严重。
当有关条件不再成立时，弱聚焦就不能工作了。
在这种情况下，使摇摆聚好了焦，就会使起伏散焦，反之亦然。
1952年柯朗（E．D．Courant），利文斯顿和斯奈德突然想出一种奇妙的方法来解决这个问题，这一方法现在叫做强聚焦。
同步加速器原理
静电加速器
Van de Graaff静电加速器 V=Q/C 能量稳定性好 电压连续可调
静电加速器
串列加速器
静电加速器
静电加速器
回旋加速器
回旋加速器的结构 回旋加速频率：
f v / 2r Bze / 2M
粒子能量：
E ( RBze) 2 / 2M
直线加速器
加速器的发展
Cockcroft and Walton，发明了高压倍加器，质子能
量达到0.5 MeV，实现了 7Li (p, 2a) 核反应，获得了
8.9MeV的a 粒子；
Van de Graaff，发明了静电加速器，质子能量达到 1.5பைடு நூலகம்MeV；
Lawrence and Livingston，利用高频电场多次共振
直线加速器原理 MeV 到 GeV 可加速质子和电子
直线加速器
同步加速器
同步加速器原理：轨道固定、磁场和加速电场调变 增强器：提高注入离子能量，改善能量品质。 储存环：存储高能离子
同步加速器
同步辐射：
同步加速器
对撞机：
同步加速器
同步加速器
加速器质谱计
利用加速器直接测量元 素的质谱
原理建成回旋加速器，质子能量达到1.22 MeV；
带电粒子的产生
电子枪 热发射式电子枪：
I AT 2 e / kT
场发射式电子枪：
激光电子枪：
带电粒子的产生
离子源
气体放电离子源：
溅射离子源： 高电荷态离子源：
高压倍加器
医用电子加速器的基本原理PPT
微波传输线、器件
微波传输的特点: 趋肤效应、辐射效应、延时效应更加明显, 不能用任何形状传输线来传输； 微波元器件中电场、磁场共同存在，相互依托, 没有单独的R、L、C等集中元件； 测量参数不能用R、U、I等表示，而是f、P、等 效阻抗等参数，普通放大器件不在适合，而用磁 控管、速调管
微波传输线、器件
微波线频率特性
任意双线
平行双线 同轴线
波导管
微带线 介质波导
10M 100M 1000M 10G 30m 3m 30cm 3cm
100G 3mm
微波传输线、器件
加速器中采用的微波传输元件： 同轴线（小功率测量） 波导（大功率微波传输） 选择传输线、元器件时注意： 功率容量、衰减大小、频率特性、尺寸等 金属面对微波相当于光的反射镜 绝缘材料对微波相当于光的透射镜
微波系统
组成：高功率微波源、微波传输系统 微波源： 磁控管（自激振荡器） 速调管（微波放大器） 传输系统： 功率馈入系统（波导窗） 隔离系统（四端环流器） 测量信号（入射波、反射波）
磁控管
自激振荡
组成：灯丝、阴极、阳极、谐振腔、磁 铁、能量引出、调频机构、水冷 空间三场作用：恒定电场 恒定磁场
微波传输线、器件
波导传输特性 空心金属管-减少了辐射损耗、热损耗、高频介质损耗 不能传输TEM波-只能传输TE、TM 矩形波导中一般传输TE10 圆形波导中一般传输TM01 圆方转换波导中一般传输TE11
束流传输系统
聚焦线圈 导向线圈 偏转线圈
加速管的工作特性与相关设计
1. 调节能量及剂量的方式（仿真线电压，电子 枪流强，重复频率） 2. 脉冲宽度（4μs，0.5-1%稳定度） 3. 稳频电路（±20kHz） 4. 水冷系统（ ± 0.5-1℃） 5. 测量系统（电压、电流、电磁兼容问题） 6. 其它（如时序等）
同步加速器的原理及应用
同步加速器的原理及应用1. 引言同步加速器是一种重要的科学研究工具，广泛应用于物理学、化学、生物学等领域。
它能提供强大的粒子加速能力，使得微观世界的研究变得更加深入和精确。
本文将介绍同步加速器的原理和常见应用。
2. 同步加速器的原理同步加速器基于电磁场的作用原理，利用电磁加速器和磁场控制器控制粒子轨道，使其保持同步状态并加速运动。
同步加速器通常由加速腔、磁铁和射频系统组成。
其工作原理包括以下几个关键步骤：•加速腔：加速腔是同步加速器中的关键部件，用于产生电磁场并加速粒子。
加速腔通过施加电场或磁场的方式对粒子进行加速。
电场加速是利用电荷粒子受到电场力的作用加速，而磁场加速是通过磁场力使粒子做圆周运动，从而达到加速的效果。
•磁铁：磁铁在同步加速器中用于控制粒子的轨道。
通过调节磁铁的磁场强度和方向，可以改变粒子的运动轨道，使得粒子能够保持同步状态并沿着预定轨道加速运动。
磁铁的设计和排列方式是同步加速器设计的重要考虑因素，不同的磁铁排列方式可以实现不同的加速模式和强度。
•射频系统：射频系统是同步加速器中的另一个重要组成部分，用于提供粒子加速所需的能量。
射频系统通过向加速腔提供射频信号，产生高频电场能量，使得粒子能够获得加速所需的能量。
射频系统的稳定性和功率输出能力对同步加速器的性能和效率有着重要影响。
3. 同步加速器的应用同步加速器在科学研究和工程应用中具有广泛的应用价值。
以下列举了一些常见的应用领域：•粒子物理研究：同步加速器在粒子物理研究中发挥着重要作用。
通过加速高能量的粒子，科学家们可以研究粒子的基本性质、相互作用和结构等。
同步加速器在粒子物理实验中提供了极强的加速能力，使得研究粒子物理的实验更加精确和深入。
•材料表征与分析：同步加速器在材料科学与工程中广泛应用。
通过加速器产生的高能电子束、离子束或中子束等粒子束，可以用于表征材料的结构和性质。
例如，同步加速器可以用于材料的成分分析、晶体结构表征、材料表面和界面的研究等方面。
同步加速器.ppt
四极透镜
Bx Bz k z x
运动方程
磁场梯度
x Kx 0 z Kz 0
解
x Acos K s B sin K s x 平面聚（F）
z Cch K s Dsh K s
z 平面散（D）
若南北极对调，则 x 散 z 聚
强聚焦同步加速器是一种周期聚焦结构 磁聚焦结构(Lattice)：一个周期中元件的排列
第三章 同步加速器
第一节 概述
一、发展历史
1. 40年代，回旋~20MeV，电子感应~20MeV 1945年 提出自动稳相原理（维克斯勒尔、麦
克米伦） 46年 建成稳相加速器，但铁重太大，加工难 度大、成本高 同步加速器，取稳相和环形之所长 47年 电子同步 美国GE 70MeV 52年 质子同步 美国BNL 3GeV
二、传输矩阵
1. 四极透镜的传输矩阵
将初条件代入 s 0 时 x x0, x' x0 '
有
x x0 cos
K s x0 ' sin K
Ks
x' x0 K sin K s x0 'cos K s
写成矩阵形式
xx
cos K s K sin K s
1 sin K cos K
K s
s
x0 x0
2. 圆形轨道加速条件与调频规律
fc
v
2r
qeB
2m
qec2 B
2 (W 0 )
frf
hfc
14320
hqB
W 0
(MHz, MeV, T)
当W↑，需B 变或 f 变或 h 变
实际上轨道不一定保持圆形，可有直线节r0 公式仍对，但周长 L 2r0 Nl
加速器简介PPT
电子感应加速器
根据麦克斯韦的电磁理论，随时间变化的磁 场，在它的周围激发一个感应的涡旋电场。 1932年，斯莱皮恩（J.Slepian）提出利用感应 电场加速带电粒子的想法，到1940年制成了第 一台电子感应加速器，这是一种利用感应电场加 速电子的装置。电子感应加速器属于低能加速器， 它主要的应用是使高能电子轰击金属靶上，通过 轫 rè n致辐射产生γ 射线，用于工业γ 射线探伤 和射线治疗癌症。
同步辐射设施架构。资料来源: SOLEIL
同步加速器具有以下几项令人震惊的事实：
· 同步加速器中的电子以99.99997%的光速 在运行； · 当粒子以这种速度运行的时候，就比普通粒 子重了4000倍； · 同步加速器是一部时间机器。倘若您能够乘 坐同步加速器中运行的粒子上，您只需要22秒就 能经历通常的24小时； · 就像距地球表面500英里高的太空一样，同 步加速器内部几乎没有什么空气。
1958年6月30日，中国第一座实验性原子反应堆 回旋加速器开始运转
同步回旋加速器
当粒子的能量很高时，它的速度几乎接近光 速，因而按照相对论，它的质量随速度增大， 即：
m m0 / v 2 1 ( ) c
回转频率f0将随m（或v）而变，破坏了谐振 条件，便难于加速。但是，我们可以调节高 压电源的频率 f ，使之与变化的 f 0 同步，这样 改进的回旋加速器称为同步回旋加速器。
北京正负电子对撞机
图21—8是北京正、负电子对撞机结构图，其工作原理是：由预注入器射出 30MeV的电子，经电子直线加速器加速到340MeV，然后打到正电电子产生靶 （铜或铅）上。产生高能光子，并转化成正、负电子对，经高频偏转器将 负电子偏离掉，剩下的正电子，经正负电子加速器减速至1.1Gev,经束流输 运线送至储存环，正、负电子束流在储存环内以相反转向运动，并加速至 2.2GeV，然后在对撞点对撞。
加速器第八章
AGS
n AGS周长约800米，由240个磁铁节组成， 值大于300。两个n 为正(F)，两个n为负(D)的磁铁组成一个结构周期，中间为 安装各种功能部件分别插入两个直线段(O)，形成FOFDOD磁 场聚焦结构。由一台200MeV质子直线加速器作注入器。
3 分离作用强聚焦同步加速器 1972年美国费米国家实验室只用了AGS一半的钱，建成了 (400GeV) 强聚焦加速器(Tevatron)，直径2公里，建在深6米的 地下隧道内，耗资达到2.5亿美元。 该加速器的1000块超导磁铁由液氦冷却，使温度达到摄氏零 下268度，其低温冷却系统在1983年投入运行时为加速器历 史上历来建造的最大的低温系统 1983年7月，Tevatron能量倍增器产生了第一个能量为512 GeV的束流。
“同步加速器（Synchrotron）”自它诞生25年以来， 大大地影响着我们生活的各个方面――甚至是我们 未知的那些领域。“同步加速器（Synchrotron）” 总能帮我们生产出可口的巧克力、让我们的iPOD能 够储存成千上万的旋律，而且还极大地提高了飞机 的安全性。
巧克力中的可可油拥有六种不同的晶体，而口感特别 好的巧克力的晶体结构非常独特。将巧克力中的晶体 结构拍摄下来，我们就能知道如何生产出可口的巧克 力了。巧克力生产厂家就是这样利用同步加速器 （Synchrotron）生产美味的巧克力的――还能不断提 高巧克力的 质感、口感和外观。
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同步加速器
同步辐射：
同步加速器
对撞机：
同步加速器
同步加速器
加速器质谱计
利用加速器直接测量元 素的质谱
静电加速器
串列器
回旋加速器的结构 回旋加速频率：
f v / 2r Bze/ 2M
粒子能量：
E (RBze)2 / 2M
直线加速器
直线加速器原理 MeV 到 GeV 可加速质子和电子
直线加速器
同步加速器
同步加速器原理：轨道固定、磁场和加速电场调变 增强器：提高注入离子能量，改善能量品质。 储存环：存储高能离子
带电粒子的产生
电子枪 热发射式电子枪：
I AT 2e / kT
场发射式电子枪： 激光电子枪：
带电粒子的产生
离子源 气体放电离子源： 溅射离子源： 高电荷态离子源：
高压倍加器
高压倍加器组成：升压变压器、 高压电容、高反压整流器
静电加速器
Van de Graaff静电加速器 ➢ V=Q/C ➢ 能量稳定性好 ➢ 电压连续可调
粒子加速器
加速器中产生带电粒子的源 高压倍加器 静电加速器 回旋加速器 直线加速器 同步加速器 加速器质谱计
加速器的发展
Cockcroft and Walton，发明了高压倍加器，质子能
量达到0.5 MeV，实现了 7Li (p, 2a) 核反应，获得了 8.9MeV的a 粒子；
Van de Graaff，发明了静电加速器，质子能量达到 1.5 MeV； Lawrence and Livingston，利用高频电场多次共振 原理建成回旋加速器，质子能量达到1.22 MeV；