回旋加速器

回旋加速器是一种使离子加速的圆形加速器。欧内斯特·劳伦斯（Ernest Lawrence）于1932年发明。他于 1934年获得美国专利1,948,384。劳伦斯最初受到挪威物理学家罗尔夫·韦德勒（RolfWiderøe）的论文的启发，与戴维·H·斯隆（David H. Sloan）一起制造了线性加速器，但当时可用的高频电源认为线性加速器太长且可能会缩小尺寸。劳伦斯无论在均匀磁场的带电粒子的粒子的旋转周期（以非相对论）的动能的发现是恒定，在当时是一个学生MS利文斯是小我做了一个原理证明机器。直径4英寸（10 cm）的氢分子离子可以被加速到80 keV，然后在1931年可以将11英寸直径的质子加速到1.1 MeV，并且在1932年可以使用磁场校正将焦点加速到1.22 MeV。是的 利文斯顿和Lawrence制作使用波尔森弧磁体在1934年作为一个实际机器那些27英寸。net是世界上xxx个合成的元素，是用回旋加速器加速的氘核束撞击钼而合成的。

另一方面，回旋加速器的建造于1936年在大阪帝国大学开始。1937年到物理的化学研究所的仁科芳雄是日本的xxx台26英寸的小型回旋加速器完成领导。不久之后，大阪帝国大学完成了24英寸小型回旋加速器的研制。1944年，RIKEN完成了200吨的大型回旋加速器。第二次世界大战之前，日本在xxx期间安装了两台回旋加速器，一台在RIKEN，一台在大阪大学，一台在京都大学（正在建设中）,由GHQ销毁。回旋加速器，其已经安装在大阪大学但之一，的β-射线分光计的磁体被破坏误解回旋加速器。这种破坏行为遭到美国物理学家的批评。后来，来日本的劳伦斯在重建这些回旋加速器中发挥了作用。

1939年，约瑟夫·罗特布拉特（Joseph Rotblat）前往英国，并在利物浦大学从事回旋加速器研究。1940年，埃德温·麦克米兰使用是回旋加速器超铀元素镎发现。1945年，麦克米伦受到同步加速器的启发，同步加速器可以将离子加速到比回旋加速器更高的能量。

尽管同步加速器的xxx加速能量更高，但是回旋加速器可以连续加速光束并产生高强度（大量粒子）的光束，因此放射性同位素的产生和核物理通常用于上述实验和验证半导体器件的软错误。尤其是，正电子断层扫描（PET）中使用的诸如¹¹ C，¹³ N，¹⁵ O和¹⁸ F之类的放射性同位素的寿命短至几分钟到几小时，并且在长距离传输时会衰减。它通常是由安装在医疗设施中的小型回旋加速器产生的，仅在日本就有100多个设施。

当离子在电磁体产生的磁场中移动时，轨迹会在洛伦兹力的作用下画一个圆。随着电极被交变电场加速，离子的轨道半径扩大，最终离开回旋加速器磁场。施加有用于加速的交变电场的电极具有与字母D相似的形状，称为Dee电极。

当加速回旋加速器中的离子时，由于排斥，离子束会从一开始就沿行进方向传播，并且具有相同符号的电荷，最终与壁碰撞并丢失。结果，最终可以提取的离子量变得很小。因此，离子需要某种聚焦作用。在传统的回旋加速器中，较弱的会聚用于通过削弱xxx磁场而不是中心磁场来获得轴向会聚，但是，随着离子的加速，由于相对论效应，离子变得难以弯曲。稍后会解决。由于只要在离子进入Dee的时刻的加速电压为正，就可以加速，因此可以通过在Dee电压变为xxx之前的时刻进入并在以后的时刻取出来使离子加速。但是，如果离子的动能增加并且加速电压在提取之前没有及时到位，则加速能量会受到限制，因为它无法再被加速。质子的这一极限约为20 MeV。

AVF是“方位角变化场”的缩写，通过在方位角方向施加磁场强度，通过强收敛原理使离子收敛。在AVF回旋加速器中，中心周围的磁场得到加强，因此即使离子的动能高于经典回旋加速器可以加速的极限，也可以保持等时性。这里，当在方位方向上施加磁场强度时，在弱点处的轨道半径大，在强点处的轨道半径小，并且磁场强度沿对角线交叉。因此，可以通过强会聚原理使离子会聚。磁场的强度是通过将一块称为垫片的铁板粘贴到磁极上并改变磁极之间的间距来实现的。此外，如果垫片形成为螺旋形状，则离子相对于强磁场和弱磁场之间的边界以大角度通过，从而可以增大聚焦力。因此，它可以加速到比传统回旋加速器更高的能量，质子达到90 MeV，⁴ He达到140 MeV 。它也被称为SF（扇区聚焦）回旋加速器，因为它通过垫片形成的扇区会聚。

如果使用相同的磁场，则随着离子的加速，由于相对论效应，循环的周期会变长。因此，当离子加速时，可以通过降低施加到迪伊的电场的频率来保持等时性。它可以加速到比传统回旋加速器更高的能量，但不再能够连续加速离子。同步回旋加速器是麦克米伦发明的。

在发展AVF回旋加速器的想法时，仅需要将电磁体仅放置在强磁场中，而弱磁场作为间隙。在该气隙中，可以放置用于产生强的加速电场的加速腔和用于入射发射的装置。环形回旋加速器是一种能够将离子加速到最高能量的回旋加速器，在日本，已安装在大阪大学核物理研究中心和RIKEN Nishina加速器研究中心。