加速器物理基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

《加速器物理基礎(chǔ)》(作者陳佳洱)首先系統(tǒng)地介紹了粒子加速器的基本概念、原理和加速器物理的相關(guān)基礎(chǔ)知識，包括加速器基本構(gòu)成、發(fā)展概況、分類方法、粒子運動的相對論描述、粒子源和粒子束的光學(xué)特性等。之后，本書對各種類型的加速器作了詳細(xì)的介紹。這些加速器包括高壓加速器、感應(yīng)型加速器、回旋加速器、同步加速器、高能加速器組合，以及直線加速器等。同時，本書還討論了帶電粒子在恒定磁場中的運動和聚焦，以及在加速器發(fā)展過程中產(chǎn)生過重要作用的自動穩(wěn)相原理。最后，本書還對加速器的新技術(shù)和新原理做了介紹，并探討了它們的發(fā)展前景?！都铀倨魑锢砘A(chǔ)》(作者陳佳洱)是面向加速器專業(yè)本科生的教材,也可作為加速器專門化課程的教科書或加速器領(lǐng)域研究生的教學(xué)參考書。同時也是相關(guān)領(lǐng)域科研工作者的參考書。

作者簡介

陳佳洱：北京大學(xué)物理學(xué)院教授，中國科學(xué)院院士，第三世界科學(xué)院院士。曾任北京大學(xué)校長，國家自然科學(xué)基金委員會主任，黨組書記中國物理學(xué)會理事長，北京市科協(xié)主席，中國科學(xué)院數(shù)理學(xué)部主任，亞太物理學(xué)會聯(lián)合會理事長。現(xiàn)為全國政協(xié)十屆常委，國家自然科學(xué)基金委員會顧問，國務(wù)院學(xué)位委員會委員，中科院研究生院物理科學(xué)學(xué)院院長。

書籍目錄

第一章 緒論
第一節(jié) 加速器的基本構(gòu)成
第二節(jié) 加速器的發(fā)展概況
第三節(jié) 加速器的分類
第四節(jié) 加速器的應(yīng)用
第五節(jié) 粒子運動參量的相對論表述
參考文獻(xiàn)
第二章 帶電粒子源
第三章 高壓加速器
第四章 帶電粒子在恒定磁場中的運動與聚焦
第五章 感應(yīng)型加速器
第六章 回旋加速器
第七章 自動穩(wěn)相原理
第八章 強(qiáng)聚焦同步加速器及高能加速器組合
第九章 直線加速器
第十章 電子回旋加速器
第十一章 加速器新原理與新技術(shù)進(jìn)展

章節(jié)摘錄

　　第一臺原型超導(dǎo)電子直線加速器是美國斯坦福大學(xué)在1964年建造的，它是在銅上鍍鉛的3腔結(jié)構(gòu)，將電子從80keV加速到了500keV，加速梯度約3MV/m。后來他們又建造了一臺，其加速梯度為3.8MVlm，可將電子能量加速到6.6MeV，平均流強(qiáng)50uA，能散度約10-3，射頻功耗僅4W?！　≡陔娮映瑢?dǎo)直線加速器的發(fā)展中，它還常同其他類型的電子加速器結(jié)合在一起，從而大大提高了它們的性能、指標(biāo)，推進(jìn)了它們的發(fā)展。在本書第十章的電子回旋加速器中，就將介紹兩臺美國在20世紀(jì)70年代建造的，采用超導(dǎo)電子直線加速器的電子回旋加速器。一臺是斯坦福大學(xué)的利用38.5MeV超導(dǎo)直線加速器，將注入能量為7MeV的電子束經(jīng)2次加速后使能量達(dá)到84MeV，并再增加軌道數(shù)可達(dá)280MeV的電子回旋加速器。它在CW運行下的平均流強(qiáng)可達(dá)20～100uA。另一臺是美國伊利諾伊大學(xué)的電子回旋加速器。它采用12MeV超導(dǎo)電子直線加速器，將注入的3MeV電子束經(jīng)6次加速后達(dá)到72MeV能量，這些電子回旋加速器都采用了超導(dǎo)電子直線加速器而使加速能量、流強(qiáng)和品質(zhì)大幅得到提高?！　‖F(xiàn)在以一臺在1994年投入運行的美國著名的杰斐遜國家加速器實驗室（JLab）建造的1.497GHz連續(xù)波（CW）運行、平均流強(qiáng)為50uA的4GeVCEBAF超導(dǎo)電子直線加速器為例，來介紹超導(dǎo)電子直線加速器，其整個裝置見圖9.32。它由兩臺400MeV的超導(dǎo)電子直線加速器主加速器和軌道上的偏轉(zhuǎn)、束流部件組成。電子束每轉(zhuǎn)一圈經(jīng)兩臺加速器后共加速兩次，能量增益為800MeV，經(jīng)過5圈后即達(dá)到4GeV的能量，電子由100keV的電子槍進(jìn)入其后的一臺作為注入器的45MeV超導(dǎo)電子直線加速器，再進(jìn)入兩臺400MeV加速器。注入器和兩臺主加速器分別由18組腔和總共320個加速腔組成，每個加速腔均為5單元的橢圓形腔，其形狀、加速電場和等效電路見圖9.33。它的加速腔由鈮材制成放在2K的低溫容器中。每個腔的有效加速長度為0.5m，由一臺5kW的速調(diào)管供給射頻功率，平均加速場梯度為5MV／m，能量增益為2.5MeV，Q0＝2.4×109。橢圓形腔體形狀的優(yōu)化除滿足工作頻率等設(shè)計要求外，還應(yīng)使得腔表面處的磁場Hs低于臨界磁場值，電場Es對腔軸上加速電場平均值Ea的比值即Hs/Ea和Es/Ea低，從而使運行時不至于出現(xiàn)失超和電子發(fā)射等不穩(wěn)定狀態(tài)。多單元腔的色散、模式等特性，可用本章前面介紹的多單元耦合腔鏈等效電路進(jìn)行分析和研究?！　　?/pre>








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