重要仪器介绍——粒子加速器
作者：张宇来源：时间：2019-03-19
粒子加速器（particle accelerator）全名为“荷电粒子加速器”，是使带电粒子在高真空场中受磁场力控制、电场力加速而达到高能量的特种电磁、高真空装置。是人为地提供各种高能粒子束或辐射线的现代化装备。
日常生活中的常见的粒子加速器有用于电视的阴极射线管及X光管等设施。一部分低能加速器用于核科学和核工程，其余的则广泛用于从化学、物理及生物的基础研究。一直到辐射化学，射线照相、活化分析、离子注入、射线治疗、同位素生产、消毒杀菌、焊接与熔炼、种子及食品的射线处理以及国防等国民经济的各个领。
要想了解物质的微观结构，首先要把它打碎。粒子加速器就是用高速粒子去“打碎”被测物质，加速器使用电磁力加速带电粒子， 由此产生的粒子束可沿设定的方向运动。当移动着的带电粒子经过某个原子时， 就能与原子中的电子相互作用， 改变其运行轨道和连结方式，导致一些化合物分解并与其他元素结合而形成新的聚合物，进而使我们了解物质的基本性质。一直以来科学家们都致力于粒子加速器小型化，军事学家则希望制成能击穿钢铁的粒子枪。
粒子运行方式有：直线、回旋、螺旋、自动稳向机制等。
利用直线加速器加速带电粒子时，粒子是沿着一条近于直线的轨道运动和被逐级加速的，因此当需要很高的能量时，加速器的直线距离会很长。有什么办法来大幅度地减小加速器的尺寸吗？办法说起来也很简单，如果把直线轨道改成圆形轨道或者螺旋形轨道，一圈一圈地反复加速，这样也可以逐级谐振加速到很高的能量，而加速器的尺寸也可以大大地缩减。
利用直线加速器加速带电粒子时，粒子是沿着一条近于直线的轨道运动和被逐级加速的，因此当需要很高的能量时，加速器的直线距离会很长。有什么办法来大幅度地减小加速器的尺寸吗？办法说起来也很简单，如果把直线轨道改成圆形轨道或者螺旋形轨道，一圈一圈地反复加速，这样也可以逐级谐振加速到很高的能量，而加速器的尺寸也可以大大地缩减。
上一页： 重要仪器介绍——超导磁悬浮
下一页： 新科技演示实验室进行低温超导磁悬浮实验