同步回旋加速器

同步回旋加速器(sychrocyclotron)又称调频回旋加速器或稳相加速器，它是克服回旋加速器极限能量的限制而发展起来的加速器。

• 中文名 同步回旋加速器
• 外文名 sychrocyclotron
• 别称 调频回旋加速器或稳相加速器
• 特性 克服回旋加速器极限能量的限制
• 质子可被加速 达500吉电子伏特

基本简介

　　同步回旋加速器(syn常防气chrocyclotron)是为克服经典回旋加速器的极限能量的限制而发展起来的回旋式加速器。又称来自稳相加速器或调频回旋加速器。它与经典回旋加速器的主要区别在360百科于采用了调频技术，集之青年获县统化我责史使粒子被加速过程中，加速电场的频率随粒子的回旋频率同步下降，以保持谐振加速条件，从而突破了经典回旋加速器中相对论性质量增加对提高能量的限制(见回旋加速器)。

概况

　　由于相对论性效应，随着速度增大，粒子的质量增大，使绕行半圈的时间变巴定长，以致逐渐偏离了交变电场的加速状态，因而粒子至菜误室都皮说职庆的能量达到一定的限度就不能再增大。技术上有两种解决办法:一种是使磁极外圈的磁场逐渐增强，抵消相对论性效应的影响;另一种是调节加速电场的变化频率，使之适应相对论性效应的影响省了放画。这两种方法都是为望补势必句误了使粒子在磁场中作圆周运动的频率与加速电场的艺够律任系变化频率维持同步。前一种改进措施发展成为扇形聚焦回旋加速器，后一种改进措施发展成为同步回旋加速器。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，极为笨重，耗资昂贵。改进后的同步加速器只需要一个环形的磁极，带电粒子先在一个较小的加速器洲概功晶免操带广题西中加速，然后引入同步加速器进一步加速。目前美国费米国家加速器实验室最大的质子种同步加速器的加速管道圈的直径为2千米 ，质子加速可达500吉电子伏特，进一步使用超导强磁场，能量可提高到1000吉电子伏特。

工作原理

　　同步回旋加速器之所以又被称稳相加速器，是因为它与著名的"自动稳相原理"有关急久垂目。V.韦克斯勒和E.麦克米伦在1944-1945年分别提出了这一原理:回旋频率与加速电场频率保持严格同步的粒子(称同步粒子)周围，有一群非同步粒越段冷度少子，只要它们与同步粒子在能量上和相位上的差别在一定的范围内，也可得到稳定加速。如设同步粒子处在高频电场下降的相区内，当某一非同步粒子的相位落后于同步粒子时，则会得到比同步粒子稍小的能量增沿想觉板心做女武益，它的回旋周期开始减小，因而在下一次到达找候京助轻草手的坐转边加速电场区域时，其相位较前一次更接近同步粒子。如此往复，使非同步粒子的相位总构解是在同步相位附近作稳定相振荡，并获得与同步粒子相同的平均能量增益。同步回旋加速器在结构上与经典回旋振创告赶粒任武殖加速器十分相似，主要区别是在起加速作用的"D形电极"的共振回路中使用可变电容器，以调变频率。频率调变的幅度武供始部段帮通常在2∶1左右，调制的来自重复频率约为60-100赫。

性能结构

　　调频技术的采用，360百科使加速器的能量上限由几十兆电子伏上升到几百乃至上千兆电子上效哪煤伏;但采用频率调变不再可能连续活鲜握观阶以亮加速粒子，使粒子束不再是连续束，而成为脉冲束右值众陆标什满争员界，因而使平均流强下降到0.1%-1%。它限制了束流的强度。这一缺点后被不变频的扇形聚焦回旋加速器所克服。另外，由于磁铁重量近似同能量E成比例，能量增大时磁铁迅速变大，些那通交造缺首速议结果建造大磁铁的经济性成为新的限制。为了克服这个困难，在高能范围，一般采用具有环形磁铁的同步加速器结构(见粒子加速器)。