加速器物理課件第7章電子感應(yīng)加速器

1、電子感應(yīng)加速器 7-1 感應(yīng)加速原理一個(gè)隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生渦旋電場(chǎng) BEtdE dlB ndsdt 電磁感應(yīng)定律的微分形式電磁感應(yīng)定律的積分形式利用磁場(chǎng)作為導(dǎo)引場(chǎng)，利用渦旋電場(chǎng)做為加速場(chǎng)，就是電子感應(yīng)加速器的基本構(gòu)思EFeZrBv向心力沿恒定軌道加速電子的條件 .)()2()()(000consttceBWWteBtpRrcr磁場(chǎng)隨時(shí)間的增長(zhǎng)與粒子動(dòng)量隨時(shí)間的增長(zhǎng)保持平衡定義：加速磁通，在電子軌道所包圍的面積內(nèi)用來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)加速電場(chǎng)的隨時(shí)間變化的磁通，叫做加速磁通每周的能量增益：eEdldNdW fifiWWWWifAvdWrvdWLvLvLdtdWdtdvLdtdWdNdtdtdWdNdW

2、teeEdldNdWtEdlBdAtdAtBEdAEdl2dW d W e 電子伏電子電量葦伯 E/E0Ee ( MeV)Ep ( MeV )0.9 2.294 1.1721510.99 7.09 3.6166490.999 22.37 11.40209790.9999 70.71 36.1663280.99999223.6 114.02097440.999999707.1069360.6663266于加速電子電子感應(yīng)加速器只適應(yīng)大大在離子時(shí)相同）?。ㄐ‰娮訒r(shí)在同樣的離子小大時(shí)在電子大小時(shí)在同樣的故電子伏時(shí)其由于電子的能量在幾兆rBrWWrWrrWWcrcv 2vdWr2加速磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)引磁

3、感應(yīng)強(qiáng)度間的2：1條件，平衡軌道要求：主導(dǎo)磁場(chǎng)加速磁通、平衡軌道半徑、粒子動(dòng)量 )()( )()(00000tBertPtBertP電子動(dòng)量的增加率-由渦旋電場(chǎng)強(qiáng)度決定 電場(chǎng)-靠加速磁通隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的要求：主導(dǎo)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律 同：加速磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律，保持一定的條件trEtEdleEdttdpdttdBerdttdp000000021)()()(dtBdredtdpdtBdrEBBr2 2 000000020均磁感應(yīng)強(qiáng)度為平衡軌道面積內(nèi)的平0021)(BdtdtBdtd 平衡軌道上的主導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)率平衡軌道上的主導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)率應(yīng)當(dāng)是軌道所包圍面積

4、內(nèi)的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)是軌道所包圍面積內(nèi)的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度的增長(zhǎng)率的一半。的增長(zhǎng)率的一半。-2-2：1 1定律定律滿足2：1條件的軌道為平衡軌道，這個(gè)名稱只表示根據(jù)P(t)/B(t)=常數(shù)，保持r0不變的要求，在這個(gè)軌道上的電子的動(dòng)量的增加和磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加之間存在平衡。如果粒子運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的封閉軌道和平衡軌道重合， 2：1條件滿足，粒子的封閉軌道就一直同半徑為r0不變的平衡軌道重合。 2：1條件不滿足，粒子的封閉軌道就要發(fā)生變化。顯然不是在任何磁場(chǎng)中都有平衡軌道的，比如均勻磁場(chǎng)， 任何圓形軌道上2：1條件都不不滿足。)(21)(0)0()(21)0()(12000000tBtBtBtBBtB時(shí)，

5、初值為零如果條件：積分 22rz(1)(1)01 2, 1 T1/ 1 T1/rszsrFmnrn B qRzFmn znB qRnnnnn rz穩(wěn)定條件：1, 二比一條件 000000000 0002203200200 ( ) 01 ()2111 ( )( )( )22( )11()2( )( ) )11( )( ) 2 12( )2()znnnzrrrr rr rrr rrBknB rnBrrrkB rBBrBrdrY rB rB r rdrrrdY rB r rdrB r rdrrrB r rdrB rBrdY rBdrr 引入滿足 ： 條件00000BBrr 000000( )()( )()rrrrBdY rdrrBdB rndrr 有三個(gè)交叉點(diǎn)0001 B2rrBrrBrrB時(shí)時(shí)平衡軌道時(shí)輻射損失2404-3204() 3 =8.85 10 ) 25 100 320B( 0.43 0.66 0.9r(m) 0.19 0.50 1.2(/)0.18 17.7 777.0eWRrrRMeVW eV每圈電子伏電