回旋加速器(回旋加速器是什么?)

题图来自Unsplash,基于CC0协议
本文目录
正文
1、回旋加速器是什么?
是电磁回旋加速器,是对带电粒子加速的 带电粒子在电场力的作用下加速,然后进入磁场,受到洛仑兹力使其运动方向改变转过180度,再次进入电场,这时电场方向改变,使带电粒子再次加速,穿过电场后进入另一个磁场再次转过180度回到电场,电场的方向又改变,对带电粒子继续加速 于是循环这个过程就达到对粒子加速的目的 说的理论点: 首先,让粒子从D形盒子的中心飘入,即初速度认为是0,经过电场的加速,由动能定理得qu=1/2mv², 粒子以v在D形盒子中做匀速圆周运动,由于电场周期=匀速圆周运动的周期,因此,当粒子出D盒子的时候电场改变方向,又给粒子加速了,经过这次加速,粒子以v2又进入另一个D形盒子。这里的v2怎么求呢?由动能定理得nqu=1/2mv²,n就是加速的次数,这里是第二次加速,因此n取2就可以计算出来。然后每次粒子出D形盒子时电场改变方向给粒子加速,粒子再以加来的这个速度进入另一个D形盒子直到r=R。这里r是粒子匀速圆周运动的半径,R是D形盒子的半径。
2、回旋加速器有什么应用?
1995年中国原子能科学研究院与比利时IBA共同研制的cyc-30型回旋加速器投入使用,生产各种医用同位素。2006年6月23日,中国首台西门子eclipse HP/RD医用回旋加速器在位于广州军区总医院内的正电子药物研发中心正式投入临床运营。 eclipse HP/RD采用了深谷技术、靶体及靶系统技术、完全自屏蔽等多项前沿技术,具有高性能、低消耗、高稳定性的优点。 回旋加速器是产生正电子放射性药物的装置,该药物作为示踪剂注入人体后,医生即可通过PET/CT显像观察到患者脑、心、全身其它器官及肿瘤组织的生理和病理的功能及代谢情况。所以PET/CT依靠回旋加速器生产的不同种显像药物对各种肿瘤进行特异性显像,达到对疾病的早期监测与预防。
3、物理选修3—1磁场回旋加速器时间,周期,速度公式,急需?
字母介绍:周期T频率f电荷量q磁场强度B质量m最大速度Vm电压U电场宽度d
回旋加速器
周期T=2πm/Bq
频率:f=1/T
最大半径:Rm=mVm/Bq
最大动能:Ek=(1/2)mVm^2=(BqRm)^2/2m
离子每旋转一周增加的能量为2qU提高到Ek时次数为N:N=Ek/2qU=q(BRm)^2/4mU
在磁场运动时间为:T磁=NT=BRm^2π/2U
在电场中运动可看作Vo=0的匀加速直线运动:2Nd=(1/2)(Uq/dm)T电^2;T=dBRm/U
T总=T电+T磁=[BRm(d+πRm)]/2U
4、回旋加速器,为什么不能加速到很大?
1。加速到很大速度时粒子的相对论效应将会凸现,粒子质量增大,圆周运动周期和磁场变化周期不吻合,所以普通的回旋加速器不能把粒子的速度加速的很快(接近光速)。
2。因为在D型盒子的边缘磁场的强度快速下降到0。没有力量使带电粒子偏转。带电粒子就沿着圆型轨道的切线方向飞出。垂直于半径。飞出的地点就是磁场强度为0的地方。。就是D型盒的外圈。
5、如何自制回旋加速器?
回旋加速器是利用磁场使带电粒子作回旋运动,在运动中经高频电场反复加速的装置。
原则上可加速离子达到任意高的能量,实际上由于受到相对论影响,实际只能加速到25-30MeV,而且随着速度越快,要求仪器半径越大,价格昂贵。在回旋加速器中粒子回旋的轨道半径逐渐地由小到大,因而磁体本身必须是实心的圆柱,这是极为笨重的,而且耗资昂贵。改进后的叫做同步加速器目前美国费米国家加速器实验室最大的质子同步加速器的加速管道圈的直径为2千米 ,质子被加速可达500吉电子伏特(GeV),进一步使用超导强磁场,能量可提高到1000GeV。