新聞標(biāo)題
2023.01.01
? ? 直線加速器的雛形概念最早是由英國科學(xué)家G.Ising在1924年提出，1924年他在一篇名為《產(chǎn)生高壓極隧射線方法原理》的文章中提出了一個直線加速器的設(shè)計圖樣。根據(jù)G.Ising的文章，直線加速器由一個直的真空管道和一系列的帶孔的金屬漂移管組成。粒子的加速是通過相鄰的漂移管之間的脈沖電場完成的，電場和粒子的同步是由電壓源和相應(yīng)的漂移管之間的傳輸線長度的時間延遲來實現(xiàn)。同時他在文章中寫道：“現(xiàn)在來深入討論實現(xiàn)這一想法的細節(jié)問題和可能遇到的困難為時尚早，我希望不久能做一個實驗。”這個建議在當(dāng)時由于電磁技術(shù)的水平所限制的確難以實現(xiàn)。但是這個概念相當(dāng)重要，對直線加速器的發(fā)展產(chǎn)生了里程碑式的影響。到了 1928年，直線加速器的概念正式被德國科學(xué)家RolfWideroe提出，他完成了世界上第一臺直線加速器。R.Wideroe在《產(chǎn)生高電壓的新原理》一文中描述了這臺加速器的原理，同G.Ising的理念不同，加速器的漂移管是交替的接高頻電源和接地。移管的長度隨著粒子速度的增加而變長，保證粒子每次可以在正確的時間到達間隙從而被加速。在該加速器中，束流首先形成束團，然后進行高效率的加速。束流在加速時間內(nèi)處于加速間隙感受加速電場，當(dāng)電場反向的時候，束團處于漂移管中，這時漂移管屏蔽了減速電場，從而使整個過程是一個加速過程。
? ? 1928年E.維德羅提出加速原理。早期利用頻率不太高的交變電場加速帶電粒子，1946年后利用射頻微波來加速帶電粒子。在柱形金屬空管（波導(dǎo)）內(nèi)輸入微波，可激勵各種模式的電磁波，其中一種模式沿軸線方向的電場有較大分量，可用來加速帶電粒子。為了使沿軸線運行的帶電粒子始終處于加速狀態(tài)，要求電磁波在波導(dǎo)中的相速降低到與被加速粒子運動同步，這可以通過在波導(dǎo)中按一定間隔安置帶圓孔的膜片或漂移管來實現(xiàn)。電子的質(zhì)量很小，僅幾兆電子伏。
中國科學(xué)院高能物理研究所35MeV質(zhì)子直線加速器的加速腔的能量時，電子的速度已接近光速，帶圓孔的膜片裝置適用于加速電子；質(zhì)子或離子的質(zhì)量較大，其速度較低，常采用帶漂移管的裝置。1966年建成的美國斯坦福電子直線加速器管長3050米，電子能量高達22吉電子伏，脈沖電子流強約80毫安，平均流強為48微安。