[科普中国]-束流偏转磁铁

偏转磁铁是在在束流传输系统中，改变束流中参考粒子轨道的方向和位置的电磁偏转部件。通常所用的偏转磁铁是一个偶极磁铁，两极面之间有一个间隙磁场，且磁场以间隙中央平面为反对称平面。

简介在束流传输系统中，常常需要改变束流中参考粒子轨道的方向和位置，这就需要用到电磁偏转部件，最常用的偏转部件是偏转磁铁1。

通常所用的偏转磁铁是一个偶极磁铁，两极面之问有一个间隙磁场，且磁场以间隙中央平面为反对称平面。

偏转磁铁的磁场和偏转半径是根据束流中标准粒子的动量来设计的2。

用途束流导向由于偏转磁铁对带电粒子束有偏转作用，在束流输运线的适当位置横向放置两个小偏转磁铁，就可以改变或调节束流的传轮方向，起这种作用的磁铁叫导向磁铁。起平移束流轨道位置作用的磁铁称为位置校正磁铁。

磁分析器在很多传输线上，利用均匀磁场来分选粒子，带电粒子在均匀磁场中受到劳仑兹力而作圆周运动。若粒子的电量为 ，动量为 ，速度为 ，磁感应强度为 ，则有关系式

如果 、 一定，则偏转半径p与粒子动量 成正比。动量不同的粒子，偏转半径不同，如果参考粒子轨道上的粒子动量为 ，束流中任意粒子的动量为 ，束流将以参考轨道为中心按动量大小而散开。这种由于动量分散而引起的束流散开称为动量色散。利用动量色散可使粒子东中的粒子按其动量不同而分成若干束，使所需要的粒子通过光阑，不需要的粒子被光阑挡住，起这种作用的偏转磁铁称为动量分析器。

若 为粒子的能量，则有关系式

当 、 、 一定时,偏转半只与粒子的质量 有关,从而可以分选不同质量的粒子束，起这种作用的偏转磁铁称为质量分析器。

如果连续调节磁场大小，粒子按质量 有次序地通过光阑孔，在其后面装一个测束装置，可以将粒子流接受下来,画出质谱图，进行这种工作的仪器称为质谱仪。

开关磁铁调节磁铁励磁电流的大小和方向，可以使束流进入不同的支管中，起这种作用的磁铁叫做开关磁铁。在加速器的尾部常常需要开关磁铁，使束流引入不同的靶室进行核物理工作。在设计开关磁铁时，要仔细选择磁极边界的曲率半径，使各种不同偏转角度的东流都具有双方向聚焦作用。

聚束磁铁当脉冲束流的能散度要求较严格时，可采用磁聚束器。其原理是粒子经过偏转磁场时，不同的轨道其路程长度不同，渡越时问就不同，因而导致束流的时间离散。然而如果在磁铁之前配置一扫描装置，使走在前面的粒子走长轨道，后面的粒子走短轨道，则经过磁场之后,前后的粒子将聚集在一起，起到了聚束作用。由于这种装置首先由R.C. Mobley提出来的，故称它为莫布莱磁聚束器。1

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学