回旋加速器最大動能
回旋加速器(Cyclotron)是一種粒子加速器,它通過交替變化的磁場和電場來加速帶電粒子,如質子或α粒子。回旋加速器的最大動能是由其設計和操作條件決定的。
回旋加速器的最大動能可以通過以下公式估算:
E_max = \frac{1}{2} B_0 R_0 \gamma_0 m_0 c^2
其中:
- E_max 是最大動能(電子伏特,eV)
- B_0 是磁場的強度(特斯拉,T)
- R_0 是回旋加速器的半徑(米,m)
- \gamma_0 是回旋加速器的最大迴旋頻率與靜電力頻率的比值(無單位)
- m_0 是粒子的靜止質量(公斤,kg)
- c 是光速(米/秒,m/s)
在實際套用中,回旋加速器的最大動能受到多種因素的限制,包括磁場的均勻性、電場的強度、粒子的散射損失以及機器的穩定性等。因此,實際能夠達到的最大動能通常會比理論估算的低。
回旋加速器最大動能的實際值取決於具體的設備設計和操作條件。例如,美國痲省理工學院的18-吋回旋加速器(現已退役)曾達到的最大質子動能約為28 MeV。而現代的一些大型回旋加速器,如俄羅斯杜布納的同步回旋加速器(Syncro-Cyclotron),則可以產生高達31 GeV的質子動能。