回旋加速器的改進實用教案

1、摘要摘要(zhiyo) 在初步學(xué)習(xí)了回旋加速器的原理之后,知道電子被加速是有一定的速度限制的.但經(jīng)過仔細(zx)思考,大膽提出改進方案.本論文偏重定性分析,其中細節(jié)由于知識所限難免有疏漏,望老師指正第1頁/共20頁第一頁，共21頁。關(guān)鍵字關(guān)鍵字 回旋加速器 磁場 變軌(bin u) 同步 屏蔽第2頁/共20頁第二頁，共21頁。請選擇請選擇(xunz) 1 繼續(xù) 2 問題的引出(yn ch) 3 問題的分析 4 應(yīng)用 5 小結(jié)第3頁/共20頁第三頁，共21頁。1 問題(wnt)的引出第4頁/共20頁第四頁，共21頁。問題(wnt)的引出n 在初步學(xué)習(xí)回旋(huxun)加速器后，知道它的基本工作原

2、理如圖1所示。第5頁/共20頁第五頁，共21頁。問題(wnt)的引出n 在兩個D形盒中，有磁感應(yīng)強度為B的磁場（保證電子在D形盒中旋轉(zhuǎn)，達到反復(fù)加速的目的）。在兩極板L1，L2之間接上正弦(zhngxin)交流電。并使交流電頻率與電子圓周運動的頻率相等。由于電子在磁場中運動時有eBmTvRTRvmevBee2)2(2) 1 (2第6頁/共20頁第六頁，共21頁。問題(wnt)的引出n 在電子速度不太大時（不用考慮相對論時），電子在磁場中運動(yndng)周期只與B有關(guān)，則時，電子每完成圓周運動(yndng)一次會被交流電加速兩次，且，故電子動能不斷增加，也不斷增加。但是由于相對論效應(yīng)，當電子速

3、度接近光速時，電子質(zhì)量開始顯著增大，此時已不僅僅和B有關(guān)，從而T變化引起變化，,此時不能再穩(wěn)定加速?，F(xiàn)設(shè)想能對回旋加速器進行改進。第7頁/共20頁第七頁，共21頁。2 2 問題問題(wnt)(wnt)的的分析分析第8頁/共20頁第八頁，共21頁。問題(wnt)的分析 由一中分析知，電子不能繼續(xù)被加速是由于T變化引起，于是想尋求使T不變的方法，而T不變難以實現(xiàn)，于是設(shè)想能否使電子的運動和T本身無關(guān)(wgun)！ 則有改進方案1：在每個D形盒上有兩塊互不相連的極板，分別接上極性相反的直流電壓U，則若在任兩極板中釋放電子，電子可以順時針不斷加速下去。第9頁/共20頁第九頁，共21頁。問題(wnt)的

4、分析第10頁/共20頁第十頁，共21頁。問題(wnt)的分析 但稍加思索即知以上模型有一個很大的漏洞，即在D形盒內(nèi)，兩極板間有電場。即如圖所示。兩極板間會有電場，這種電場會使電子加速所得到能量減小甚多，甚至完全抵消。 電子在兩極板間電場力做正功，D形盒中時電場力做負功，當正負功恰好抵消時，電場對電子不做功，電子無法被加速。而若正負功不正好抵消，電子每運動一周速度(sd)還是能變大一點的。但注意到電子在磁場中運動會有變軌現(xiàn)象，這樣的加速器實際上不可行。 第11頁/共20頁第十一頁，共21頁。問題(wnt)的分析 于是繼續(xù)( jx)改進方案得到靈感，若將兩極板間的電場屏蔽掉! 該模型還是可行的。第

5、12頁/共20頁第十二頁，共21頁。問題(wnt)的分析 綜上： 1、若采用正弦交流電進行加速，使加速點在波峰波谷的位置。加速和周期有關(guān)，考慮到相對論，電子不可能達到很大速度(sd)。 2、若不屏蔽D形盒中電場，則電子在D形盒中將被反向加速。 3 、但屏蔽D形盒中電場后，用直流電可穩(wěn)定實現(xiàn)對極板的加速。第13頁/共20頁第十三頁，共21頁。3 3 應(yīng)用應(yīng)用(yngyng)(yngyng)第14頁/共20頁第十四頁，共21頁。應(yīng)用(yngyng) 傳統(tǒng)加速器U比較大，由相對論知識T改變而導(dǎo)致電子只能(zh nn)被加速到有限的速度，另外由于要把電子加速到很高能量，回旋加速器半徑已經(jīng)很大。但我認為

6、體積并不是約束條件，原理上是沒有問題的。人們是能夠做出合理的回旋加速器將電子加速到更大能量來進行科學(xué)研究。回旋加速器不斷改進，現(xiàn)在也有不斷改變B使me和B同步改變使為一不變的值使恒定。 第15頁/共20頁第十五頁，共21頁。應(yīng)用(yngyng) 比較這種方案和本論文分析出的方案，區(qū)別在于一個使得T不變，另一個使得和T無關(guān)。無論采用何種方法，都是為了加速出更高能量的電子為科學(xué)研究提供(tgng)材料。 第16頁/共20頁第十六頁，共21頁。4 4 小結(jié)小結(jié)(xioji) (xioji) 第17頁/共20頁第十七頁，共21頁。小結(jié)(xioji) 本論文偏重(pinzhng)討論的思路、知識有限，難免有一些細節(jié)原理并沒有考慮。 并且同步輻射的問題也沒有考慮。所以在此只作定性分析。其中疏漏還需指證，并希望經(jīng)過更系統(tǒng)的學(xué)習(xí)后能進行更詳盡的討論。第18頁/共20頁第十八頁，共21頁。謝謝謝謝(xi xie)大家大家!第19頁/共20頁第十九頁，共21頁。謝謝您的觀看(gunkn)！第20頁/共20頁第二十頁，共21頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)摘要。在初步學(xué)習(xí)了回旋加速器的原理之后,知道電子被加速是有一定的速度限制的.但經(jīng)過仔細思考,大膽提出改進方案.本論文偏重定性分析,其中細節(jié)由于知識所限難免有疏漏,望老師指正。兩極板間會有電場，這種電場會使電子加速所得到能