同步加速器

同步加速器

加速電子的稱為電子同步加速器(Electron Synchrotron),由于在註入能量下,電子已接近光速,所以電子同步加速器的高頻加速電壓採用固定頻率。

  • 中文名稱
    同步加速器
  • 外文名稱
    synchrotron

同步加速器的定義

synchrotron

一種利用一定的環形軌道上用高頻電場加速電子或離子的環形加速器裝置。同步加速器中磁場強度隨被加速粒子能量的增加而增加,從而保持粒子回旋頻率與高頻加速電場同步

加速電子的稱為電子同步加速器(Electron Synchrotron),由于在註入能量下,電子已接近光速,所以電子同步加速器的高頻加速電壓採用固定頻率。

同步加速器是根據1944到1945年間Β.И.韋克斯勒和E.M.麥克米倫各自獨立發現的粒子自動穩相原理(見同步回旋加速器)發展起來的。1947年美國建成第一台,隨後各國陸續建造了能量為幾十至幾百兆電子伏的電子同步加速器。初期建造的電子同步加速器都屬于弱聚焦型。

現代同步加速器都採用強聚焦。1952年強聚焦原理受到重視,從此以後建造的高能(能量高于1GeV)電子同步加速器一般都採用強聚焦原理。

同步輻射裝置的儲存環和增強器皆採用電子同步輻射加速器原理。

同步加速器的輻射

同步加速器中加速電子的電磁輻射在很寬的波段內產生強的連續譜。伊萬諾科和波梅蘭丘克以及施溫格爾發展了這種同步加速器輻射的理論。這種輻射沿電子軌道的切線方向射出,其角發散等于電子剩餘能量與它的總能量E之比。例如,在100MeV時,光束的寬度大約是2°。輻射功率與E成正比。當電子能量增加時,最大值向短波方向位移。同步加速輻射是部分偏振的(偏振度接近85%),電矢量位于電子軌道平面內。按相對單位或絕對單位都可計算同步加速器的輻射。

典型同步加速器

中國

我國的同步輻射加速器建立在中國科學技術大學校內。 國家同步輻射實驗室坐落在安徽合肥中國科技大學西校園中,這是國家計委批準建設的我國第一個國家級實驗室。實驗室擁有的同步輻射光源是目前國內高校中唯一一台大科學裝置和國家級實驗研究平台。

國家同步輻射實驗室建有我國第一台以真空紫外和軟X射線cvnbd為主的專用同步輻射光源。其主體設備是一台能量為800MeV、平均流強為100~300mA的電子儲存環,用一台能量200MeV的電子直線加速器作註入器。來自儲存環彎鐵和扭擺磁鐵的同步輻射特征波長分別為2.4nm和0.5nm。國家同步輻射實驗室一期工程1984年11月20日破土動工,1989年建成出光,1991年12月通過國家驗收,總投資8,040萬元人民幣。1999年國家又投資11,800萬元人民幣進行國家同步輻射實驗室二期工程建設,2004年12月二期工程通過國家驗收。國家同步輻射實驗室現建有X射線光刻、紅外遠紅外、高空間分辨X射線成像、X射線衍射與散射、擴展X光吸收精細結構、燃燒、X射線顯微術、原子與分子物理、真空紫外分析、表面物理、軟X射線磁性圓二色、光電子能譜、真空紫外光譜、光聲與真空紫外圓二色光譜、光譜輻射標準與計量等15條光束線和相應的實驗站。國家同步輻射實驗室是向國內外使用者開放的國家級共用實驗室,現有註冊使用者150餘家。

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