【研究原子能的工具】科学普及.pdf

加速器是怎样工作的谢家磨原子核物理和原子能和平利用所以有今天的偉大成就,带电粒子加速器可以是起着主要的作用。虽然宇宙射和放射性元素射出的α粒子、β粒子、丫射綫,都能用来研究原子核,而加速器却是实驗室中唯一可以随意控制的各种大量高能粒子和射的来源。因此,加速器便成为研究核子物理的不可缺少的工具.此外,加速器也可用来發现新的同位素和元素,或者产生各种同位素。在医学上,可以用加速器所产生的能量为几千万电子伏特的电子,或几亿电子伏特的質子,治疗深藏人体内部的瘤瘤,因为控制这些粒子的能量,可以把引起的电离作用集中在瘤癌部位,治疗效果就比其它的辐射方法好得多。

荷喷到皮带表面上,然后由皮带把电荷不断地移到金属壳上,于是它的电压由于电荷的累积而升高,直到皮带运送电荷的速率和用电、漏电的速率相等为止,这时金属壳上的稳定电压就可用来加速帶电粒子。这种加速器是在1931年明的,可是最老的一种加速器.感应加速器感应加速器通常只能用来加速电子,它的構造如下圆所示。在和中平面垂直的方向上,有交变磁場存在,电子从电子稽射出后,受到交变磁电子轨道場所感应的电压的作用,而在圆形軌道上加速,每电子槍中博一周就获得一定的能磁坊量,最后,由一个外加的脉冲磁場使已被加速的电子折出原来就道,打在电子榆的后壁或另外的靶上,产生高能的7射。

經过間隙时都遇到正向的电場而得到不断的加速。苏联在1949 年,就按照这个原理制成了世界上最大的同步旋加速器,它 8千万电子伏特的質子.同步稳相加速器上面例子可以看出,如果要向更高的能量發展,那么加速器中使用的电磁铁就更大更重,它的制造费用将受到經济上的限制。同步稳相加速器就是利用苏联物理学家克斯勒所提出的同步稳相原理。带电粒子在寞空室中由加速电極的高电場得到加速,磁場则使它們沿闻形軌道轉动。如果加速电場的率和磁場的强度,都随着粒子能量的增加而变化,就可使粒子在差不多不变的圆形軌道上重复地加速,这样就可以使用环形磁铁,由于取消了磁铁的中心部分,也就减低了制造费用。