粒子加速器 电子加速器 电子加速器-激光电子加速器,电子加速器-粒子加速器

电子加速器,是用人工方法产生高速带电粒子的装置。是探索原子核和粒子的性质、内部结构和相互作用的重要工具,在工农业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有重要而广泛的实际应用。

电子加速器_电子加速器 -激光电子加速器


电子加速器传统的加速器是使用低频率的电磁波来加速,受限于加速器内微波共振腔的崩溃电场,每公尺能加速的电子能量有限。如要加速到兆电子伏特等级,加速器的长度就必须大于十公里。使用环形的加速器虽然能节省空间,但是要让带电粒子在环形轨道高速运动,必须给予很大的向心加速度。向心加速度会使带电粒子发出辐射而损失能量,因此愈来愈难加速。目前最强大的加速器,其建造和运转费用已达到社会能够负担的极限,导致全世界已多年未兴建新的加速器,对基础物理的持续发展造成阻碍。以产生X光或医学应用为目的的加速器,也同样因为费用的问题,难以普及化。因此,发展新的加速方法是实验物理领域的一个重要课题。激光能产生强烈的光波,光波是高频率的电磁波,与电子有强烈的交互作用。比起微波,激光因为波长很短,能够聚焦到非常小的一点,使得照度大幅提高。另一方面,激光也能产生非常短的脉冲,使瞬间功率也能大幅提高。因此一个高功率的短脉冲激光聚焦后,焦点附近的电场极为强大,远超过微波所能达到的强度。因此最近科学家发展出一种激光电子加速器技术,可获得比传统加速器更高的加速梯度,从而为缩短加速的长度带来可能。两则激光电子加速器研究报道美国科学家Tomas Plettner在近日出版《物理评论快报》上报告,他和斯坦福大学、斯坦福线形加速器中心(SLAC)的同事一起,用一种波长800纳米的商用激光调节真空中运行的电子的能量,获得了和每米递减4千万伏的电场一样的调制效果。其方法是在用激光束加速的同时,施加一个和激光同向的纵向电场,形成叠加的加速效果,电子获得的能量自然等于纵向电场和激光束单独作用施加能量之和。该装置在真空中加速电子,而不是在复杂得多的等离子体环境中。这一技术有望发展成新型激光粒子加速器,用来将粒子加速到Tev(万亿电子伏)的量级。日本《原子能产业新闻》2004年6月17日报道,日本大阪大学激光能学研究中心用超细玻璃管激光加速器成功将电子束加速到100Mev(兆电子伏)。这种小型通用加速器技术有望使便携式癌症治疗装置成为现实。激光加速器技术是一项使超高强度激光脉冲在等离子体中穿行,并通过产生的轨迹电场疏密波使等离子体中的电子或离子加速的技术。与通过微波电场实现加速的高频加速器相比,激光加速器的加速度要高出上千倍。在研发激光加速器的过程中曾遇到了加速距离太短的难题,但利用超细管的超强度激光约束技术解决了这一难题,从而实现了历史性突破。
电子-内部结构模型图

电子加速器_电子加速器 -粒子加速器 particle accelerator

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电子加速器自从E.卢瑟福1919年用天然放射性元素放射出来的a射线轰击氮原子首次实现了元素的人工转变以后,物理学家就认识到要想认识原子核,必须用高速粒子来变革原子核。天然放射性提供的粒子能量有限,只有几兆电子伏特(MeV),天然的宇宙射线中粒子的能量虽然很高,但是粒子流极为微弱,例如能量为1014电子伏特( eV )的粒子每小时在 1平方米的面积上平均只降临一个,而且无法支配宇宙射线中粒子的种类、数量和能量,难于开展研究工作。因此为了开展有预期目标的实验研究,几十年来人们研制和建造了多种粒子加速器,性能不断提高。应用粒子加速器发现了绝大部分新的超铀元素和合成的上千种新的人工放射性核素,并系统深入地研究原子核的基本结构及其变化规律,促使原子核物理学迅速发展成熟起来;高能加速器的发展又使人们发现包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子在内的几百种粒子,建立粒子物理学。近20多年来,加速器的应用已远远超出原子核物理和粒子物理领域,在诸如材料科学、表面物理、分子生物学、光化学等其它科技领域都有着重要应用。在工、农、医各个领域中加速器广泛用于同位素生产、肿瘤诊断与治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、离子注入、离子束微量分析以及空间辐射模拟、核爆炸模拟等方面。迄今世界各地建造了数以千计的粒子加速器,其中一小部分用于原子核和粒子物理的基础研究,它们继续向提高能量和改善束流品质方向发展;其余绝大部分都属于以应用粒子射线技术为主的“小”型加速器。粒子加速器的结构一般包括 3个主要部分 :①粒子源,用以提供所需加速的粒子,有电子、正电子、质子、反质子以及重离子等等。②真空加速系统,其中有一定形态的加速电场,并且为了使粒子在不受空气分子散射的条件下加速 ,整个系统放在真空度极高的真空室内。③导引、聚焦系统 ,用一定形态的电磁场来引导并约束被加速的粒子束,使之沿预定轨道接受电场的加速。所有这些都要求高、精、尖技术的综合和配合。加速器的效能指标是粒子所能达到的能量和粒子流的强度(流强)。按照粒子能量的大小,加速器可分为低能加速器(能量小于108eV)、中能加速器(能量在108~109eV)、高能加速(能量在109~1012eV)和超高能加速器(能量在1012eV以上)。目前低能和中能加速器主要用于各种实际应用。

电子加速器_电子加速器 -脚踏式电子加速器(OHEAP-48-001/002/003)


电子加速器OHEAP-48-001/002/003系列电子加速器是本公司自主开发的与电动车辆牵引电机控制器配套使用的无触点电子加速(油门)部件,适用电动叉车、电动牵引车、电动游览车和其它类似的电动车辆。本系列电子加速器以霍尔器件和MOSFET管取代微动开关和电位器实现了无触点。输出一个模拟量变速信号及一个开关量信号。 产品特点:3款加速器具有相同的外型,分别配套不同的控制器。OHEAP-48-001型加速器可与美国GE公司的所有牵引电机控制器(如串励、他励系列产品)配套使用; OHEAP-48-002型加速器可与美国cutis公司的数字式(可编程)牵引电机控制器(如1215、1219、1207、1243、1244等)配套使用;OHEAP-48-003型加速器可与美国CUTIS公司的模拟式(不可编程)牵引电机控制器(如1204、1209等)配套使用。该型加速器以独特的变换电路可完全替代有触点、易磨损的电位器式加速器。

  

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