SSP/LP-1E傳感器現(xiàn)貨 供應(yīng)

SSP/LP-1E傳感器現(xiàn)貨 供應(yīng)

基本信息

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(dá)到的能量

回旋加速器

受到高壓技術(shù)的限制。為此，象R. Wideröe等一些加速器的者在20年代，就探索利用同一電壓多次加速帶電粒子，并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，并指出重復(fù)利用這種方式，原則上可加速離子達(dá)到任意高的能量（實(shí)際上由于受到狹義相對論影響，實(shí)際只能加速到25-30MeV）。但由于受到高頻技術(shù)的限制，這樣的裝置太大，也太昂貴，也不適用于加速輕離子如質(zhì)子、氘核等進(jìn)行原子核研究，結(jié)果未能得到發(fā)展應(yīng)用。

相關(guān)理論

1930年歐內(nèi)斯特·勞倫斯提出回旋加速器 [1]  的理論，1932年*研制成功。它的主要結(jié)構(gòu)是在磁極間的真空室內(nèi)有兩個(gè)半圓形的金屬扁盒（D形盒）隔開相對放置，D形盒上加交變電壓，其間隙處產(chǎn)生交變電場。置于中心的粒子源產(chǎn)生帶電粒子射出來，受到電場加速，在D形盒內(nèi)不受電場力，僅受磁極間磁場的洛倫茲力，在垂直磁場平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。繞行半圈的時(shí)間為πm/qB，其中q是粒子電荷，m是粒子的質(zhì)量，B是磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。如果D形盒上所加的交變電壓的頻率恰好等于粒子在磁場中作圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，則粒子繞行半圈后正趕上D形盒上電壓方向轉(zhuǎn)變，粒子仍處于加速狀態(tài)。由于上述粒子繞行半圈的時(shí)間與粒子的速度無關(guān)，因此粒子每繞行半圈受到一次加速，繞行半徑增大。經(jīng)過很多次加速，粒子沿螺旋形軌道從D形盒邊緣引出，能量可達(dá)幾十兆電子伏特（MeV ）。回旋加速器的能量受制于隨粒子速度增大的相對論效應(yīng)，粒子的質(zhì)量增大，粒子繞行周期變長，從而逐漸偏離了交變電場的加速狀態(tài)。進(jìn)一步的改進(jìn)有同步回旋加速器。

作用

（1）磁場的作用

帶電粒子以某一速度垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)，只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中周期與速率和半徑無關(guān)，使帶電粒子每次進(jìn)入D形盒中都能運(yùn)動(dòng)相等時(shí)間（半個(gè)周期）后，平行于電場方向進(jìn)入電場中加速。

（2）電場的作用

回旋加速器的兩個(gè)D形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性的變化的并垂直于兩D形盒直徑的勻強(qiáng)電場，加速就是在這個(gè)區(qū)域完成的。

（3）交變電壓

為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹縫時(shí)均被加速，使其能量不斷提高，要在狹縫處加一個(gè)與粒子運(yùn)動(dòng)的周期*的交變電壓。[2] 

相關(guān)應(yīng)用

1995年中國原子能科學(xué)研究院與比利時(shí)IBA共同研制的cyc-30型回旋加速器投入使用，生產(chǎn)各種科研同位素。

*關(guān)于中國*回旋加速器的報(bào)道

2006年6月23日，中國*西門子eclipse HP/RD*在位于廣州*總醫(yī)院內(nèi)的正電子藥物研發(fā)中心正式投入臨床運(yùn)營。

eclipse HP/RD采用了深谷技術(shù)、靶體及靶系統(tǒng)技術(shù)、*自屏蔽等多項(xiàng)前沿技術(shù)，具有高性能、低消耗、高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。

回旋加速器是產(chǎn)生正電子放射性藥物的裝置，該藥物作為示蹤劑注入人體后，醫(yī)生即可通過PET/CT顯像觀察到患者腦、心、全身其它器官及腫瘤組織的生理和病理的功能及代謝情況。所以PET/CT依靠回旋加速器生產(chǎn)的不同種顯像藥物對各種腫瘤進(jìn)行特異性顯像，達(dá)到對疾病的早期監(jiān)測與預(yù)防。

發(fā)展史

早期

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(dá)到的能量受到高壓技術(shù)的限制

回旋加速器的理論

1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理論，他設(shè)想用磁場使帶電

回旋加速器

粒子沿圓弧形軌道旋轉(zhuǎn)，多次反復(fù)地通過高頻加速電場，直至達(dá)到高能量。1931年，他和他的學(xué)生利文斯頓（M. S. Livingston）一起，研制了世界上*臺回旋加速器，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(dá)到80keV的能量，向人們證實(shí)了他們所提出的回旋加速器原理。隨后，經(jīng)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(dá)到1MeV?；匦铀倨鞯墓廨x成就不僅在于它創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)人工加速帶電粒子的能量記錄，更重要的是它所展示的回旋共振加速方式奠定了人們研發(fā)各種高能粒子加速器的基礎(chǔ)。

二個(gè)重要的階段

30年代以來，回旋加速器的發(fā)展經(jīng)歷了二個(gè)重要的階段。前20年，人們按照勞倫斯的原理建造了一批所謂經(jīng)典回旋加速器，其中大的可生產(chǎn)44MeV的α粒子或22MeV的質(zhì)子。但由于相對論效應(yīng)所引起的矛盾和限制，經(jīng)典回旋加速器的能量難以超過每核子20多MeV的能量范圍。后來，人們基于1938年托馬斯（L. H. Thomas）提出的建議，發(fā)展了新型的回旋加速器。因此，在1945年研制的同步回旋加速器通過改變加速電壓的頻率，解決了相對論的影響。利用該加速器可使被加速粒子的能量達(dá)到700MeV。使用可變的頻率，回旋加速器不需要長時(shí)間使用高電壓，幾個(gè)周期后也同樣可獲得大的能量。在同步回旋加速器中典型的加速電壓是10kV，并且，可通過改變加速室的大?。ㄈ绨霃?、磁場），限制粒子的大能量。

等時(shí)性回旋加速器

60年代后，在世界范圍掀起了研發(fā)等時(shí)性回旋加速器的高潮。等時(shí)性回旋加速器（Iso

回旋加速器

chronous cyclotron）是由3個(gè)扇極組合（compact-pole 3 sector）的回旋加速器，能量可變，以*和第三偕波模式對正離子進(jìn)行加速。在*偕波中，質(zhì)子被加速到6 MeV~ 30 MeV, 氘核在12,5 MeV~25 MeV, α粒子在25 MeV~50 MeV, He3 +2離子在18 MeV ~62 MeV 。磁場的變化通過9對圓形的調(diào)節(jié)線圈來完成，磁場的梯度與半徑的比率為(4,5 - 3,5)×10-3 T/cm。磁場方位角通過六對偕波線圈進(jìn)行校正。RF系統(tǒng)由180°的兩個(gè)Dee組成，其操作電壓達(dá)到80kV，RF振蕩器是一種典型的6級振蕩器，其頻率范圍在8,5 - 19 MHz 。通常典型的離子源呈放射狀，并且可以通過控制系統(tǒng)進(jìn)行遙控，在中心區(qū)域有一個(gè)可以活動(dòng)的狹縫進(jìn)行相位調(diào)節(jié)和中心定位。使用非均勻電場的靜電偏轉(zhuǎn)儀（electrostatic deflector）和磁場屏蔽通道進(jìn)行束流提取，在偏轉(zhuǎn)儀上的大電勢可達(dá)到70 kV 。對30 MeV強(qiáng)度為15 mA質(zhì)子在徑向和軸向的發(fā)射度（Emittance）為16p mm.mrad 。能量擴(kuò)散為0.6%，亮度高，在靶內(nèi)的束流可達(dá)到幾百mA。用不同的探針進(jìn)行束流強(qiáng)度的測量，這些探針有普通TV的可視性探針；薄層掃描探針和非截?cái)嗍剑╪on-interceptive）束流診斷裝置。系統(tǒng)對束流的敏感性為1mA ，飛行時(shí)間精確到0,2 ns 。束流可

回旋加速器主線圈(2張)

 以傳送到六個(gè)靶位，可完成*的傳送。該回旋加速器早在1972年由INP建造，它可使質(zhì)子加速達(dá)到1 MeV，束流強(qiáng)度為幾百mA，主要用于回旋加速器系統(tǒng)（離子源、磁場等）的研究。

70年代以來，為了適應(yīng)重離子物理研究的需要，成功地研制出了能加速周期表上全部元素的全離子、可變能量的等時(shí)性回旋加速器，使每臺加速器的使用效益大大提高。此外，還發(fā)展了超導(dǎo)磁體的等時(shí)性回旋加速器。超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用對減小加速器的尺寸、擴(kuò)展能量范圍和降低運(yùn)行費(fèi)用等方面為加速器的發(fā)展開辟新的領(lǐng)域。同步加速器可以產(chǎn)生筆尖型（pencil-thin ）的細(xì)小束流，其離子的能量可以達(dá)到天然輻射能的100，000倍。通過設(shè)計(jì)邊緣磁場來改變每級加速管的離子軌道半徑。大的質(zhì)子同步加速器是Main Ring（500GeV）和Tevatron（1TeV）在Fermi National Accelerator Laboratory Chicago ；較高級質(zhì)子同步加速器的是在Geneva的 European Laboratory for Particle Physics (CERN)安裝應(yīng)用的SPS(Super Proton Synchrotron), 450 GeV。

勞倫斯(E.O.Lawrence,1901-1958)因此獲得1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).

有關(guān)計(jì)算

字母介紹:周期T 頻率f 電荷量q 磁場強(qiáng)度B 質(zhì)量m 大速度Vmax 電壓U 電場寬度忽略 時(shí)間t

f=1/T

回旋加速器

大半徑Rmax=mVmax/Bq

大動(dòng)能Ek=(1/2)m(Vmax)^2=(BqRmax)^2/2m

離子每旋轉(zhuǎn)一周增加的能量為2qU 提高到Ek時(shí)旋轉(zhuǎn)周數(shù)為N

N=Ek/2qU=q(BR)^2/4mU

在磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t磁=NT=PiB(Rmax)^2/2U

在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略

（以下為拓展內(nèi)容）

電場寬度d

人教版高中物理-回旋加速器(2張)

若不忽略電場寬度

離子看作Vo=0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

Nd=(1/2)(Uq/dm)t電^2

t電=dBRmax/U

t總=t電+t磁=[BRmax(2d+PiRmax)]/2U

回旋加速器可以同時(shí)加速質(zhì)量電量相同的正負(fù)離子么？

理論上是可以的，因?yàn)樗鼈兛梢韵騼蓚€(gè)方向運(yùn)動(dòng)，而且因?yàn)楸群上嗤麄兺瑫r(shí)加速。又是空間結(jié)構(gòu)的D型盒，不用擔(dān)心碰撞。

國內(nèi)發(fā)展

中國實(shí)驗(yàn)快堆作為國家“863”計(jì)劃的重大項(xiàng)目，從“七五”就開始預(yù)先研究，“九五”進(jìn)入工程設(shè)計(jì)和建造階段，2011年7月建成。快中子反應(yīng)堆（簡稱“快堆）是第四代*核能系統(tǒng)的主力堆型，是*燃料循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，國家已將其作為前沿技術(shù)列入國家中*科技發(fā)展規(guī)劃。