迪士尼彩乐园app下载 《中国大百科全书(第2版)》念书札记14236-高频直线加快器
高频直线加快器
high-frequency linear accelerator
用沿直线轨说念散播的高频电场加快带电粒子的安装。
1.主要脾性
束流的注入和引出很陋劣，束流强、传输效果高、束品性较好，可由前至后分段计算、制造和调试。由于加快器不存在能转束的同步辐射截至，可将电子束加快到很高能量，是下一代超高能对撞机的惟一候选者。为使加快器有适合的长度，轴上加快电场强度一般在5～25兆伏/米，需很大的微波功率源，因此单元束流功率所需造价和运转费较高。近期提倡的超导加快器可有用地镌汰运转用度。
2.行波与驻波加快
荷电粒子在高频直线加快器中是用高频（或微波）电场的轴向重量进行加快。按袭取的加快波分类，有行波与驻波两类。前者用圆柱波导算作加快结构，在其内沿轴周期性地设立圆盘负载（图1），使波导中传播的相速小于或就是光速，以利同步地加快粒子，其加快场的步地为，它在近轴区提供最大的轴向电场重量。后者袭取圆柱形谐振腔，也沿轴周期地设立电极（或称漂移管）负载（图2），以普及有用加快电场强度，其加快场的步地为类，不异在近轴区提供最大的轴向电场重量。
臆想加快结构性能的主要参数有两类：一是与加快效果关系的参量，十分是有用分路阻抗。它示意给定高频功率损耗，结构能设立多高的加快电场。分路阻抗的高下决定于采取的频率、结构的几何尺寸与步地及相邻加快单元间高频相位的变化量（责任步地频频频率越高，结构尺寸越小，分路阻抗和加快效果越高。二是加快结构的踏实性，它表征由于结构的舛错和相近非加快步地对束流的影响。对驻波加快结构，罢了踏实性的主要路线是袭取所谓的双周期结构，即除了由负载形成的周期性加快单元外，还引进周期性的耦合单元，调遣耦合单元的位置和尺寸，便可普及结构的抗滋扰性。
3.分类
按被加快粒子的种类，可分为电子、质子和重离子直线加快器。
3.1.电子直线加快器
可袭取行波或驻波加快粒子。当袭取行波加快时、可使结构计算成等阻抗或等梯度型。等阻抗型是一种均匀的加快结构，即结构的各尺寸沿轴不变，便于计算和制造，症结是微波功率在结构中的损耗不均匀，对较长的直线加快器来说，沿轴的结构温控较破损易。等梯度型加快结构幸免了这个症结，代价是沿轴的结构尺寸有慢变化，使计算和制造较复杂些。
3.2.质子直线加快器
质子的静止质料是电子的1800多倍，在其很长的加快范围内，速率远小于或小于光速，因而袭取驻波加快结构，以获取较高的有用分路阻抗和加快效果。质子的动能由1兆电子伏到1000兆电子伏，其速率由光速的4.6%到87.5%。为使结构在不同能区均有较高的加快效果，需袭取不同的结构。如：
①质子的动能由小于1兆伏加快到几兆伏，可袭取高频四极型加快结构（Radio Frequency Quadrupole，RFQ，图5）。在一圆柱腔的中心部位，观点角对称地设立四个轴向高频电极，在它们所围的近轴区，迪士尼彩乐园产生四极聚焦电场，以径向聚焦束流，沿轴可周期性地调变每个电极的径向尺寸，以得到在轴向群聚和加快束流的轴向电场。它兼具聚束、聚焦和加快几种作用，是20世纪70年代兴起的加快结构，采取频率为200～400兆赫。
②质子动能要由几兆电子伏加快到150兆电子伏驾驭，可袭取漂移管型结构（又称阿尔瓦雷茨结构，图2），是20世纪40年代末由L.W.阿尔瓦雷茨最初提倡和建造的。在圆柱形腔内，沿轴周期性地设立长度随能量渐增的电极。当高频电场处在正半周时，质子束团在电极间被加快；当处在负半周时，质子束团躲在电极内不受负半周降速场的影响而漂移前进，故又称电极为漂移管。在漂移管内安放四极磁铁，可径向聚焦束流，采取的频率为200～400兆赫。
③当质子动能要由150兆电子伏加快到更高能量，频频袭取耦合腔速结构。在该能区内对证子束的径向聚焦已较容易，可将四极磁铁移到加快腔外，使频率普及到800～1300兆赫，以普及加快效果。这种结构也可用于加快电子，责任频率频频为1300～3000兆赫。
3.3.重离子线加快器
它较接近于质子直线加快器，仅仅在不异动能下，粒子通顺速率更低，因而责任频率也更低，一般在27～150兆赫驾驭。早期的这类加快器，袭取维德罗加快结构，它是由R.维德罗于20世纪20年代提倡和建造的。当代的这类加快器按能区可袭取高频四极型或阿瓦莱兹型。近期发展的重离子加快结构，如柱形和平面螺旋线结构、辩认环谐振腔结构等，它们的脾性是径向尺寸较小、小吏条目较松、可作念成很多短腔组合成整台加快器，既便于袭取超导期间，又利于展宽重离子的范围和能量荟萃可变的需求。
3.4.超导直线加快器
诈欺超导材料作念成的结构，其功耗险些可略去不计，因而可用较小微波功率设立较高的加快电场。这类加快腔大多袭取内名义涂有氧化保护层的纯铌材料制成，置于液氮和液氦逐级冷却的低温容器中，可冷却至4.2K或更低。加快电场可达几兆伏/米至20兆伏/米以上。
将超导腔用于高能直线速器，上风更权贵。如用于强流质子直线加快器的高能段（约150～1000兆电子伏），由于功耗可略去不计，可采取束通说念孔径较大的结构，可有用幸免高能强流束总计死亡变成严重的放射性浑浊。此外，还有益于普及加快场强，减小开辟领域和运转费等。
提议中的超导正负电子直线对撞机（TESLA），采取比其他同类对撞机决策（5700～11400兆赫）低得多的频率（1300兆赫）和较大的束孔径，除仍有较高的加快电场（约25兆伏/米）外，束流在腔壁上感生的尾场相对很小，较易确保束流的高品性（辐照度小、能散小等）。
直线加快器是各样加快器中被最无为应用的加快器类型。
摘自：《中国大百科全书（第2版）》第7册，中国大百科全书出书社迪士尼彩乐园app下载，2009年