[科普中国]-高能重离子加速器

基本释义

加速器是带电粒子加速器的简称。它是现代科学技术的一种重要工具，利用它既能进行核物理、基本粒子物理、高能物理等方面的基础研究，又可以进行核技术方面的应用研究，是核应用技术的重要设备。加速器的任务是将带电粒子加速，以便其提高能量，其目的是能够观察到更细微的物质或者用在这些粒子去轰击一些原子核来产生质量大的新粒子。

高能重离子加速器是带电粒子加速器的一种，是指加速粒子为重离子，同时粒子能量在1~100GeV的加速器。1

离子加速器重离子是指质量数大于4的原子核，即元素周期表氦核以后(原子序数大于2的失去电子的原子)的离子。如碳12、氖22、钙45、铁56、氪84和铀238等。2

离子加速器是指用来加速比α粒子重的离子加速器，有时也可用来加速质子。通过重离子加速器可以将大量的重离子加速到很高的速度，甚至接近光速，高速的重离子形成重离子束，用于开展重离子物理研究。3

在世界上多数新建和改建的重离子加速器是等时性回旋加速器（即扇形聚焦回旋加速器）。其次是串列静电加速器。为了得到较高能量，很多新建的装置采用两台或两台以上加速器串联起来。构成重离子加速器系统，一些是串列静电加速器注入到回旋加速器或直线加速器，另一些是两台回旋加速器串联。

为了把束流从注入器传输到主加速器，需要有一个束流输运系统，对注入器引出束流进行适当的形状变换以适合主加速器对束流的要求。此外为减少由于电荷交换而引起的离子损失，对加速器和束流输运系统要求有较高的直空度，一般在1×10-7Torr左右。在输运线上应该有电荷分析装置。 重离子加速器的结构决定了它的调试和运行是比较复杂的，一般都应配备一个自动控制系统来控制调试和运行，当然，在加速器内和在输运线上的束流诊断设备是必不可少的。

高能重离子加速器的基本构成粒子源如电子枪、离子源的等，用以提供需要加速的带电粒子束。

真空加速结构加速管、射频加速腔和环形加速室等，在真空中产生一定的加速电场使粒子得到加速。

导引聚焦系统用一定的电磁场引导和约束被加速的粒子束，使它沿着一定的轨道加速。

束流运输、分析系统由电、磁场透镜、弯转磁铁和电、磁场分析器等构成的系统，用来在粒子源和加速器之间输运并分析带电粒子束。

此外还有束流监测装置、电磁场稳定控制装置、真空设备、电气设备、操作设备等辅助系统。

加速器分类方法加速粒子种类电子加速器、质子加速器、重离子加速器、微粒子团加速器。4

粒子运动轨道类型直线加速器、回旋加速器、环形加速器。4

加速电场高压型加速器、电磁感应型加速器、高频谐振型加速器。4

加速粒子能量低能加速器、中能加速器、高能加速器、超高能加速器。4

束流强度强流加速器、中流加速器、弱流加速器。4