回旋加速器和直線加速器有什么區(qū)別？

回旋加速器是利用磁場(chǎng)使帶電粒子作回旋運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中經(jīng)高頻電場(chǎng)反復(fù)加速的裝置。它的主要結(jié)構(gòu)是在磁極間的真空室內(nèi)有兩個(gè)半圓形的金屬扁盒（D形盒）隔開(kāi)相對(duì)放置，D形盒上加交變電壓，其間隙處產(chǎn)生交變電場(chǎng)。置于中心的粒子源產(chǎn)生帶電粒子射出來(lái)，受到電場(chǎng)加速，在D形盒內(nèi)不受電場(chǎng)，僅受磁極間磁場(chǎng)的洛倫茲力，在垂直磁場(chǎng)平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。繞行半圈的時(shí)間為πm／qB，其中q是粒子電荷，m是粒子的質(zhì)量，B是磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。如果D形盒上所加的交變電壓的頻率恰好等于粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，則粒子繞行半圈后正趕上D形盒上極性變號(hào)，粒子仍處于加速狀態(tài)。由于上述粒子繞行半圈的時(shí)間與粒子的速度無(wú)關(guān)，因此粒子每繞行半圈受到一次加速，繞行半徑加大。經(jīng)過(guò)很多次加速，粒子沿螺旋形軌道從D形盒邊緣引出，能量可達(dá)幾十兆電子伏特（MeV ）。回旋加速器的能量受制于隨粒子速度加大的相對(duì)論效應(yīng)，粒子的質(zhì)量加大，粒子繞行周期變長(zhǎng)，從而逐漸偏離了交變電場(chǎng)的加速狀態(tài)。

直線加速器是應(yīng)用沿直線軌道分布的高頻電場(chǎng)加速電子、質(zhì)子和重離子的裝置。早期利用頻率不太高的交變電場(chǎng)加速帶電粒子，1946年后利用射頻微波來(lái)加速帶電粒子。在柱形金屬空管（波導(dǎo)）內(nèi)輸入微波，可激勵(lì)各種模式的電磁波，其中一種模式沿軸線方向的電場(chǎng)有較大分量，可用來(lái)加速帶電粒子。為了使沿軸線運(yùn)行的帶電粒子始終處于加速狀態(tài)，要求電磁波在波導(dǎo)中的相速降低到與被加速粒子運(yùn)動(dòng)同步，這可以通過(guò)在波導(dǎo)中按一定間隔安置帶圓孔的膜片或漂移管來(lái)實(shí)現(xiàn)。電子的質(zhì)量很小，幾兆電子伏的能量時(shí)，電子的速度已接近光速，帶圓孔的膜片裝置適用于加速電子；質(zhì)子或離子的質(zhì)量較大，其速度較低，常采用帶漂移管的裝置。 

 
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