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回旋加速器的视频图片说明
点击次数：486 发布时间：2026/7/31 11:46:16
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回旋加速器 英文：Cyclotron 它是利用磁场和电场共同使带电粒子作回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置。是高能物理中的重要仪器。
回旋加速器简介
早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制。为此，象R. Wideröe等一些加速器的先驱者在20年代，就探索利用同一电压多次加速带电粒子，并成功地演示了用同一高频电压使钠和钾离子加速二次的直线装置，并指出重复利用这种方式，原则上可加速离子达到任意高的能量（实际上由于受到狭义相对论影响，实际只能加速到25-30MeV）。但由于受到高频技术的限制，这样的装置太大，也太昂贵，也不适用于加速轻离子如质子、氘核等进行原子核研究，结果未能得到发展应用。
回旋加速器发展历史
早期
早期的加速器只能使带电粒子在高压电场中加速一次，因而粒子所能达到的能量受到高压技术的限制
回旋加速器的理论
1930年，Earnest O. Lawrence提出了回旋加速器的理论，他设想用磁场使带电粒子沿圆弧形轨道旋转，多次反复地通过高频加速电场，直至达到高能量。1931年，他和他的学生利文斯顿（M. S. Livingston）一起，研制了世界上台回旋加速器，这台加速器的磁极直径只有10cm，加速电压为2kV，可加速氘离子达到80keV的能量，向人们证实了他们所提出的回旋加速器原理。随后，经M. Stanley Livingston资助，建造了一台25cm直径的较大回旋加速器，其被加速粒子的能量可达到1MeV。回旋加速器的光辉成就不仅在于它创造了当时人工加速带电粒子的能量记录，更重要的是它所展示的回旋共振加速方式奠定了人们研发各种高能粒子加速器的基础。
二个重要的阶段
30年代以来，回旋加速器的发展经历了二个重要的阶段。前20年，人们按照劳伦斯的原理建造了一批所谓经典回旋加速器，其中最大的可生产44MeV的α粒子或22MeV的质子。但由于相对论效应所引起的矛盾和限制，经典回旋加速器的能量难以超过每核子20多MeV的能量范围。后来，人们基于1938年托马斯（L. H. Thomas）提出的建议，发展了新型的回旋加速器。因此，在1945年研制的同步回旋加速器通过改变加速电压的频率，解决了相对论的影响。利用该加速器可使被加速粒子的能量达到700MeV。使用可变的频率，回旋加速器不需要长时间使用高电压，几个周期后也同样可获得最大的能量。在同步回旋加速器中最典型的加速电压是10kV，并且，可通过改变加速室的大小（如半径、磁场），限制粒子的最大能量。
等时性回旋加速器
60年代后，在世界范围掀起了研发等时性回旋加速器的高潮。等时性回旋加速器（Isochronous cyclotron）是由3个扇极组合（compact-pole 3 sector）的回旋加速器，能量可变，以和第三偕波模式对正离子进行加速。在偕波中，质子被加速到6 MeV~ 30 MeV, 氘核在12,5 MeV~25 MeV, α粒子在25 MeV~50 MeV, He3 +2离子在18 MeV ~62 MeV 。磁场的变化通过9对圆形的调节线圈来完成，磁场的梯度与半径的比率为(4,5 - 3,5)×10-3 T/cm。磁场方位角通过六对偕波线圈进行校正。RF系统由180°的两个Dee组成，其操作电压达到80kV，RF振荡器是一种典型的6级振荡器，其频率范围在8,5 - 19 MHz 。通常典型的离子源呈放射状，并且可以通过控制系统进行遥控，在中心区域有一个可以活动的狭缝进行相位调节和中心定位。使用非均匀电场的静电偏转仪（electrostatic deflector）和磁场屏蔽通道进行束流提取，在偏转仪上的最大电势可达到70 kV 。对30 MeV强度为15 mA质子在径向和轴向的发射度（Emittance）为16p mm.mrad 。能量扩散为0.6%，亮度高，在靶内的束流可达到几百mA。用不同的探针进行束流强度的测量，这些探针有普通TV的可视性探针；薄层扫描探针和非截断式（non-interceptive）束流诊断装置。系统对束流的敏感性为1mA ，飞行时间精确到0,2 ns 。束流可以传送到六个靶位，可完成100%的传送。该回旋加速器最早在1972年由INP建造，它可使质子加速达到1 MeV，束流强度为几百mA，主要用于回旋加速器系统（离子源、磁场等）的研究。
70年代以来，为了适应重离子物理研究的需要，成功地研制出了能加速周期表上全部元素的全离子、可变能量的等时性回旋加速器，使每台加速器的使用效益大大提高。此外，还发展了超导磁体的等时性回旋加速器。超导技术的应用对减小加速器的尺寸、扩展能量范围和降低运行费用等方面为加速器的发展开辟新的领域。同步加速器可以产生笔尖型（pencil-thin ）的细小束流，其离子的能量可以达到天然辐射能的100，000倍。通过设计边缘磁场来改变每级加速管的离子轨道半径。最大的质子同步加速器是Main Ring（500GeV）和Tevatron（1TeV）在Fermi National Accelerator Laboratory Chicago ；较质子同步加速器的是在Geneva的 European Laboratory for Particle Physics (CERN)安装应用的SPS(Super Proton Synchrotron), 450 GeV。
劳伦斯(E.O.Lawrence,1901-1958)因此获得1939年诺贝尔物理学奖.
回旋加速器的作用及应用
作用:
（1）磁场的作用
带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速率和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间（半个周期）后，平行于电场方向进入电场中加速。
（2）电场的作用
回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性的变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场，加速就是在这个区域完成的。
（3）交变电压
为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使其能量不断提高，要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压。
相关应用:
1995年中国原子能科学研究院与比利时IBA共同研制的cyc-30型回旋加速器投入使用，生产各种医用同位素。2006年6月23日，中国首台西门子eclipse HP/RD医用回旋加速器在位于广州军区总医院内的正电子药物研发中心正式投入临床运营。
eclipse HP/RD采用了深谷技术、靶体及靶系统技术、完全自屏蔽等多项前沿技术，具有高性能、低消耗、高稳定性的优点。
回旋加速器是产生正电子放射性药物的装置，该药物作为示踪剂注入人体后，医生即可通过PET/CT显像观察到患者脑、心、全身其它器官及肿瘤组织的生理和病理的功能及代谢情况。所以PET/CT依靠回旋加速器生产的不同种显像药物对各种肿瘤进行特异性显像，达到对疾病的早期监测与预防。
品牌介绍
进口品牌：GE
GE医疗集团隶属于GE（通用电气）公司，提供革新性的医疗技术和服务，以满足需求，使全世界更多的人能够以更可负担的成本获得更好的医疗服务。GE医疗集团在医学成像、软件和信息技术、患者监护和诊断、药物研发、生物制药技术、运营解决方案等多个领域，助力专业医务人员为患者提供优质的医疗服务。
GE医疗集团从1979年开始在中国开展业务，于1986年在北京成立了个办事处。1991年，航卫通用电气医疗系统有限公司在北京成立，成为GE在中国的家合资企业。目前，GE医疗在中国建立了包括独资和合资企业在内的多个经营实体，拥有员工7,000多名。GE医疗在中国共拥有几大全球生产基地：在北京建有CT扫描系统、磁共振成像系统和X光成像系统工厂，在上海有生命科学基地，在无锡建有超声和患者监护仪设备工厂，在桐庐建有滤纸生产基地，在深圳建有医用面罩生产基地。此外，主要生产磁共振磁体的天津生产基地正在建设中。
GE医疗在中国业务范围广泛，包括研发、设计、采购、生产、销售、营销和服务等各个领域，涵盖集团在全球提供的所有技术与服务。基于GE中国研发中心和GE全球其他研发中心的基础性研究，由在中国的1,000名工程师组成的GE医疗技术研发团队，正为中国和全世界开发领先的医疗产品与技术。
2009年5月，GE在全球启动“健康创想”战略，在六年内投资60亿美元用于改善公众健康，通过创新科技降低医疗成本、增加医疗机会、提高医疗质量。该战略与中国医改和“十二五”卫生发展总体目标高度契合。GE医疗中国将以此继续向医疗市场提供领先的医疗解决方案，实现从产品和服务到个性化和解决方案的转变，保持在技术创新和市场方面的领先地位，同时切实配合政府“保基本、强基层”的方针和健全基层医疗设施与机构的目标，积极开拓基层医疗市场，满足本土市场需求。
GE回旋加速器型号及价格
品牌：GE
型号：Qilin回旋加速器
产品介绍：
经过多年技术研究，推出的Qilin回旋加速器是其旗下主打名星招商产品，属于核医学设备常规目录产品，是 标准配置产品，公司对产品进行了技术升级，该Qilin回旋加速器拥有多项技术专利和突破，深受广大经理商和用户的青睐，产品一经推出， 在激烈的市场竞争中脱颖而出，反响热烈。
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