漫话电子直线加速器

漫话电子直线加速器——谨以此文祝贺导师谢家麟荣获国家最高科技奖裴国玺而速度会慢下来，而走在后面的电子受到一个正作直线加速器（LinearAccelerator，简称LINAC）用力获得加速，这样经过一段距离的漂移，原先均一词于1928年由挪威科学家维德罗（RolfWideröe）匀的电子束就会向中间汇聚，达到了密度调制的目提出，专指利用正负交变电场把带电粒子沿直线轨的，如图3所示。谢先生20世纪40年代后期在加道加速的一类加速器。顾名思义，电子直线加速器州理工学院攻读物理，由于出国前有4年在微波方是指被加速的带电粒子为电子，其真正迅速发展还面的工作经历，也很喜欢应用物理和技术，遂于是在二战以后。因为二战期间雷达的应用促进了磁1948年夏转学到微波物理和技术最强的斯坦福大控管和速调管的发明，它们也是LINAC的关键部件学，那时也是电子直线加速器的快速发展期，正在——微波功率源。美国斯坦福大学直线加速器中心建设的有4.5MeV电子LINAC。在美国海军研究署（SLAC）的建立和发展是一部很好的电子直线加速资助下，1GeV的机器也于20世纪50年代初建成，器的发展史。SLAC是举世闻名的微波实验室，早利用这台机器，霍夫斯塔特（R.Hofstadter）进行了期在微波之父汉森（W.W.Hansen）和他的几个助原子核电荷分布的研究，并获得1961年诺贝尔物理手带领下，其中包括非常著名的瓦里安兄弟（Varian奖。图4是谢先生与同事在这台机器的控制台前的brothers），提出了速度调制原理，并发明了加速管合影。谢先生参与并见证了SLAC和现代电子直线（图1）、谐振腔、速调管（图2）等很多加速器的加速器的发展，也为谢先生后来在各个领域的杰出关键部件。速度调制原理起源于微波功率源的发展，学术成就打下了坚实的基础。图1汉森及助手和第1根加速管照片图3速度调制原理示意图图2世界第1个速调管照片也是电子LINAC的基本原理之一，就是利用一个或图4与美国斯坦福大学同事在1GeV多个谐振腔使走在前面的电子受到一个负作用力从电子直线加速器控制台前（前排右一）24卷第1期(总139期)·1·行波电子直线加速器的原理很简单，就是把电率放大的作用。为了提高微波放大效率（增益），在子置于交变电场的波峰上同步加速，就像冲浪运动欧美科学家于1937年前后分别提出速度调制原理一样，滑板一直呆在浪峰上前行，如图5所示。这后不久，美国瓦里安兄弟就发明了世界第一个二腔速调管（图2）。不同于前面说到的行波加速，它采用单腔驻波加速，即电磁场的空间分布形状不随时间变化，变化的只是电磁场幅度。其中第1个腔是聚束腔，加上二腔之间的漂移距离会使束流很好地汇聚；第2个腔称为输出腔，电子束“减速”并把能量转移给微波。现在为了进一步提高增益，多采图5行波加速原理示意图用多腔结构，比如3腔、5腔等。给这个东西起个种加速器的一个特点就是没有能量上限，只要加速什么名字好呢？美国人也喜欢附庸风雅，就在故纸器做得足够长就可以把电子加速到任何能量。电子堆里找，结果发现古希腊′单词（海浪拍岸）LINAC基本由电子枪、聚束器、加速管和微波功率很适合：海浪在奔向岸边时，受到不平海底的作用源（调制器和速调管）四个系统组成。电子枪是束浪头越来越高，在扑向岸边或岩石的瞬间把能量全流源头，既然称之为枪（Gun），就 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明它射出的子部释放，形成美丽、巨大的浪花，这一词就是速调弹（电子束）要有威力、精确性好；聚束器的作用管（klystron）。就是利用速度调制原理，把电子枪射出的电子束聚成“束团”，便于在后续的加速管中有效地获得加速；微波功率源无疑就是向束流提供能量的装置。这里面比较关键的技术是加速管和速调管。大家都知道，根据相对论原理，真实物体的运动速度是不可能超图6盘荷波导结构示意图过光速的，但是，运动速度的投影或相位速度却可以大于光速。那么，能用普通同轴线或圆柱波导做中国电子直线加速器发展也比较早，源于谢先加速管吗？ 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 是不行，因为电子是真实物体，速生1955年回国。因电子直线加速器在当时是尖端科度不可能超过光速，但电磁波在普通波导中的相位技装置，可以做基础研究和很多应用研究，需要的传播速度却远远大于光速，无法做到上面说的冲浪新技术更是国家需求，势必将促进国家在 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 科学似“同步”运动，也就不能获得有效加速。怎样才和加工制造业的发展。当时国内条件很差，可以说能把电磁波的相位传播速度降下来呢？为此科学家是一穷二白，什么无氧铜、氩弧焊、特种陶瓷金属想了很多办法。在通常的应用中是不希望传输波导化及焊接等听都没听说过，这也可以从谢先生归国中有反射存在的，一方面它使传输功率受损和引起所带的器材想象：扩散泵、机械泵、磁控管、反射设备故障，另一方面电磁场的传播相位会发生杂乱速调管、波导管、晶体检波器等，这些东西现在再无章的变换。但研究表明，在波导里周期性地加上普通不过了。谢先生带着4个大学刚刚毕业的年轻盘片（反射体），不仅可以使相速降到我们需要的任人开始了长达8年的艰难研制旅程，亲自一个一个何值，也可以建立所需的沿带电粒子运动方向的加零件地做，一道一道工序地走，终于完成了亚洲第速电场。这种结构被称为盘荷波导加速结构，如图一台30MeV电子直线加速器，谢先生的“四大弟6所示，2a为盘片孔径，2b为波导孔径，当然还有子”也成了各专业的学术带头人，育人无数。很多其他的慢波加速结构。速调管是一种微波放大电子直线加速器有很多用途，首先可以做大型器或微波功率源。虽然在加速器领域它只作为一个加速器的注入器。北京正负电子对撞机（Beijing器件，但在微波通信行业却占据着单独、重要的领ElectronPositronCollider，简称BEPC）是邓小平亲域，其规模、种类和关键技术都同加速器可比拟。自奠基，继两弹一星后我国最重要的大型科研装置，原理上它同加速器则刚好相反，所以说可以称之为它使中国在世界高科技领域占有了一席之地。BEPC“减速器”，就是把电子束的能量转移给微波达到功已成为-璨能区世界上亮度最高的正负电子对撞·2·现代物理知识机，它的注入器就采用了200米长电子直线加速器，意味着可以给企业节省空间和造价乃至运行经费。现在电子能量可以达到30GeV。虽然规模要比早期前面说过，速调管是一台“减速器”，它把电子束的的30MeV高得多，但基本构成要件一致，研制过能量转移给微波达到放大作用，剩余的束流就作为程中积累的经验和人才培养也为BEPC 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 顺利完垃圾打在垃圾桶上。如果能把部分有用的垃圾束流成打下了良好的基础。收集起来重新利用，就有可能省略电子枪和聚束系人类研究肿瘤的历史已经超过了50年，但还没统。谢先生带领博士生们做了大量的模拟研究、系有从根本上解决这一问题，治疗方法之一就是大家统搭建和原理性试验，最后完全证实了他的“绿色”所熟知的放射疗法，即用高能电子直线加速器产生想法。如果未来加速器能上天，这种简易加速器将的束流来杀死肿瘤。目前全世界有上千台这种加速会更彰显它的优势。器在医院为病人治疗，为人类的健康作出了重大贡科学家对自然规律的探索是无止境的。20世纪献，但很少有人知道第一台高能电子束医用直线加80年代开始，全世界高能物理和加速器科学家就在速器出自谢先生之手。1950年谢先生回国受阻，留考虑建造一台能量达到万亿电子伏的加速器，由于在美国的工作之一，就是负责为芝加哥大学研制一正负电子束对撞本底小和直线加速器没有辐射损失台高能电子束医用加速器，要求机器稳定、束流品的特点，而使得电子LINAC成了首选，被称为国际质好。即便在美国，按当时的条件要完成这一任务直线对撞机（InternationalLinearCollider，简称也很具挑战性，否则芝加哥大学也不会请SLAC帮ILC），图7是它的断面效果示意图。ILC规模非常他们研制。谢先生亲力亲为、不畏困难，终于1955大，长度达40千米，造价约200亿美元，因此任何年夏完成并投入病人治疗。20年后，潘诺夫斯基第一个国家都独自承担不起而必须是国际通力合作。一次来中国参加中美高能物理会谈时，兴奋地告诉ILC已不止是传统意义上的电子直线加速器，必须谢先生：“你的那台加速器还在运行”。潘诺夫斯基采用更多新技术和新原理，才能把正负电子的能量是SLAC的前所长，美国总统科学顾问，负责美国加速到万亿电子伏而束团尺寸在亿米分之一，并且的星球大战计划和多次全世界核裁军谈判，也为中保证准确对撞。谢先生也在关注，希望中国对ILC美科技合作交流做出过很大贡献。说到星球大战计的预研和建造有所贡献，并对其中一些重要部分进划，它是美国的一套国防防御系统，阻止敌军用各行了周密的思考，比如超导技术、精密数字电源、种方式对美国本土发动进攻，其中主要防御武器之固态微波功率源、飞秒束流诊断和定时系统等，这一就是被称为自由电子激光（FreeElectronLaser，里面也有太多太多我们迫切需要的技术。简称FEL）的装置，即利用自由电子工作的激光器，并希望其强度可以打掉敌军的卫星。谢先生看到了这里面有新技术，更有国防和科研等广阔的应用前景，从而开始了这方面的研究，其技术难度在于微波电子枪和扭摆磁铁，经过多年的努力，终于1992年建成并于1993年5月实现饱和振荡，成为亚洲第一台出光的FEL。图7ILC断面效果示意图工业辐照是电子直线加速器的另一应用领域，比如材料改性、消毒和食品保鲜等，国外有几百台（中国科学院高能物理研究所100049）在运行，国内也有很大的市场。这类加速器除要求作者简介平均功率大外，对束流的其他性能要求并不高。谢裴国玺，博士，研究员，博士生导师。1985年先生除鼓励把科研院所和大学现有的技术向企业转师从于谢家麟院士。主要研究领域为电子直线加速移外，自己则想得更深更远。如前所述，电子直线器及其关键技术和应用。加速器一般由4大部分组成，能不能简化？简化就24卷第1期(总139期)·3·