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電子感應(yīng)加速器
閱讀�8697時間�2011-04-21 17:08:42

  電子感應(yīng)加速器是利用交�磁場感生的漩渦電場加速電子的裝置。在�磁鐵的兩極間有一�(huán)形真空室�電磁�受交變電流激�(fā),在兩極間產(chǎn)生一個由中心向外逐漸減弱、并具有對稱分布的交變磁場,這個交變磁場又在真空室�(nèi)激�(fā)感生漩渦電場,此漩渦電場可以用來加速電子。同�,電子還受到真空室所在處磁場的洛倫茲力的作用,使電子在半徑為R的圓形軌道上運動�

原理

  在電子感�(yīng)加速器的示意圖�,磁軛和磁極均用硅鋼片制�。在上下圓形磁極間的氣隙中放置用�(yōu)�(zhì)玻璃或陶瓷材料做成的�(huán)形真空盒。在真空盒內(nèi),需要保持Torr的真空度。當電磁鐵繞組通以交變電流,�(chǎn)生交變磁場時,在真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時間變化,這時真空盒空間內(nèi)也就�(chǎn)生感�(yīng)渦旋電場。因磁場分布是軸對稱�,所以感�(yīng)電場的電力線是閉合的同心圓族,其中一條同真空盒軸線相一致。如果用電子槍沿電力線方�?qū)㈦娮幼⑷氲秸婵蘸�?nèi),那么這些電子將在渦旋電場作用下得到加��

  在磁場由弱變強的增長過程中,電子在真空盒里可回轉(zhuǎn)幾兆�,被加速而獲得幾兆電子伏甚至上百兆電子伏的能量。磁場增長到值后下降,由強變?nèi)趸謴偷匠跏贾?;這時間內(nèi)它所�(chǎn)生的渦旋電場方向同電子運動方向相�。因此,�(yīng)當在電場改變方向之前就把電子引出�;或使高能電子打在鎢、鉑等金屬靶�,通過軔致輻射�(chǎn)生γ射�??梢?,電子感�(yīng)加速器的射線輸出是脈沖式的,每秒鐘的脈沖數(shù)就等于交變磁場的頻率�

  電子感應(yīng)加速器的能量上限,取決于電子沿圓形軌道運動時受到較大的向心加速作用而產(chǎn)生的能量輻射損失。這種輻射損失,是隨電子能量的四次方迅速增長的。只有采取特殊措施來補償這一能量損失,才能維持電子的軌道半徑不變,使電子能量進一步提�。不�,在電子感應(yīng)加速器中補償起來比較困難,所以用感應(yīng)加速器方法很難把電子加速到很高能量,到目前為止,這種加速器所達到的能量是315MeV�

  另一方面,由于電子的能量正比� Bo·ro�,而Bo值受一定條件的限制,所以要繼續(xù)提高能量便需要更大的電磁鐵以加大Ro�,致使造價隨能量的2�3次方增加。因�,需要很高能量的電子束時,一般選用電子同步加速器或電子直線加速器�

特點及應(yīng)�

  當能量在�(shù)十兆電子伏以下時,電子感�(yīng)加速器具有容易制�、便于調(diào)整使�,價格較便宜等優(yōu)�。所以在國民�(jīng)濟的各方面被廣泛采用。主要用于工�(yè)γ射線探傷和射線治療癌癥(利用電子或γ射線)等方靀世界上已有一百多臺這種加速器在工作著,其中大多數(shù)的能量都� 20�30MeV以下。中國生�(chǎn)的工�(yè)探傷和醫(yī)用電子感�(yīng)加速器的能量為25MeV�

  電子感應(yīng)加速器也可以用來進行低能光核反應(yīng)的研�,并可作活化分析及其他方面的輻射��

  電子感應(yīng)加速器的電子流強度比較小,平均電子流一般不超過微安�(shù)量級;γ射線強度也比較弱,一般離�1m處約50�100R/min�

  近年來發(fā)展的輕便的電子直線加速器的射線強度比較大,有后來居上的趨��

歷史

  早在1932年J.斯萊皮恩就提出利用感�(yīng)電場加速電子的想法,接著也有不少人進行了這方面的研究,但他們都沒有成功,直�1940年D.W.克斯特解決了電子軌道的穩(wěn)定問題以后,才建成了臺電子感�(yīng)加速器,把電子加速到2.3MeV。隨后這種加速器�(fā)展得很快�1942年建成了20MeV的電子感�(yīng)加速器,1945年建成了100MeV的電子感�(yīng)加速器�

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