自制粒子加速器
粒子加速器的工作原理
粒子加速器的工作原理粒子加速器是一种用于加速带电粒子的装置，它在物理学、化学、生物学等领域有着广泛的应用。
粒子加速器的工作原理是通过电场和磁场的作用，使带电粒子获得足够的能量，从而达到高速运动的目的。
本文将详细介绍粒子加速器的工作原理。
一、粒子加速器的基本结构粒子加速器通常由以下几个基本部分组成：加速腔、磁铁、真空系统和控制系统。
1. 加速腔：加速腔是粒子加速器中最重要的部分之一。
它是一个空心的金属结构，内部充满了电磁波。
当带电粒子进入加速腔时，它们会受到加速腔内的电场作用，从而获得能量并加速运动。
2. 磁铁：磁铁是粒子加速器中另一个重要的部分。
它通过产生磁场来控制带电粒子的运动轨迹。
磁铁通常由一系列线圈组成，通过通电来产生磁场。
通过调节磁铁的磁场强度和方向，可以控制带电粒子的运动轨迹，使其保持在加速腔内。
3. 真空系统：粒子加速器中需要保持高真空环境，以避免带电粒子与气体分子碰撞而损失能量。
真空系统通常由真空泵和真空室组成，真空泵用于抽取加速腔和其他部分的气体，真空室则用于封闭整个加速器。
4. 控制系统：控制系统用于控制粒子加速器的各个部分，包括加速腔、磁铁和真空系统等。
通过控制系统，可以调节加速腔的电场强度、磁铁的磁场强度和方向，以及真空系统的工作状态，从而实现对带电粒子的加速和控制。
二、粒子加速器的工作过程粒子加速器的工作过程可以分为以下几个步骤：注入、加速、聚焦和收集。
1. 注入：注入是将带电粒子引入加速器的过程。
带电粒子可以通过离子源产生，并通过电场或磁场的作用被引入加速器中。
在注入过程中，需要控制带电粒子的能量和数量，以确保它们能够被加速器正常接收。
2. 加速：加速是粒子加速器的核心过程。
在加速过程中，带电粒子会通过加速腔中的电场获得能量，并逐渐加速。
加速腔中的电场会周期性地改变方向，以保持带电粒子在加速腔内运动。
通过不断重复这个过程，带电粒子的能量会不断增加，速度也会逐渐增加。
3. 聚焦：聚焦是粒子加速器中的另一个重要过程。
某种离子加速器的设计方案
某种离子加速器的设计方案引言离子加速器是一种重要的粒子加速器，它利用电场和磁场来加速带电粒子，用于研究物质的结构、材料表征、粒子物理等领域。
本文将介绍某种离子加速器的设计方案，包括主要组成部分、工作原理和性能参数等内容。
设计方案主要组成部分某种离子加速器的主要组成部分包括：1.离子发生器：负责产生需要加速的离子束。
通常采用电离源将气体或固体样品转化为离子。
2.加速腔体：提供加速电场，将离子束加速到所需能量。
加速腔体通常由金属或陶瓷材料制成，内部包含电极和绝缘层。
3.磁铁系统：通过产生磁场，引导离子束沿着预设轨道运动。
磁铁系统通常由磁体和磁场调节装置组成。
4.汇流器：将被加速离子束聚焦到目标位置，汇流器通常由多个极片构成，通过调节极片电势来实现聚焦。
5.检测器：用于测量离子束的强度、能量和分布等参数。
工作原理某种离子加速器的工作原理如下：1.离子发生器产生离子束，通过电离源将气体或固体样品中的原子或分子转化为离子。
离子束从发生器进入加速腔体。
2.加速腔体内部设置正负电极，施加高频交变电源，并在电极之间产生强电场。
离子受到电场力的作用，加速到预先设定的能量。
3.磁铁系统产生磁场，在离子通道周围形成磁场轨道，使离子束按照预定的轨道运动。
磁场的强度和方向可以通过调节磁铁和磁场调节装置来控制。
4.离子束通过汇流器，汇流器的极片可以调节电势来控制离子束的聚焦效果，使离子束能够准确聚焦到目标位置。
5.离子束到达目标位置后，被检测器测量其强度、能量和分布等参数。
检测器可以是电离室、远离等离子分析器等设备。
性能参数某种离子加速器的性能参数包括：1.加速电场强度：加速腔体内的电场强度决定了离子的加速能力。
一般使用特定频率的高频交变电源来提供加速电场。
2.加速能量范围：离子加速器可以提供的最大加速能量和最小加速能量。
这取决于加速腔体的设计和电场强度。
3.能量分辨率：衡量离子束能量分辨能力的参数。
能量分辨率越高，离子束能够更精准地分辨不同能量的离子。
粒子加速机制
粒子加速机制粒子加速机制是实现粒子在加速器中高能级运动的关键技术，是现代高能物理研究的基础。
粒子加速机制的实现一般包括几个步骤：粒子产生、粒子加速、粒子聚焦，以及在加速器中进行相关实验。
这些步骤中，粒子加速是最核心的。
粒子加速机制通过在加速器中对粒子进行电场或磁场的控制，使粒子在加速器中获得能量和速度提高。
在这个过程中，粒子需要通过一个周期的加速与聚焦过程，以保持它们的轨道稳定和正确的路径。
这个周期的时间取决于粒子的能量和加速器的性能要求，一般持续数微秒到数毫秒之间。
粒子加速机制使用的主要设备是加速器。
加速器是由一系列的电极或磁体构成的，用来产生强大的电场或磁场，以加速超高速的带电粒子。
一般的加速器可分为线性加速器和环形加速器两种。
线性加速器具有直线结构，将加速的粒子直线加速到目标能量。
环形加速器，则将粒子加速到相对较低的能量，然后放入一个环形结构中，反复加速粒子直到达到目标能量。
目前，世界上最大的加速器是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机，其环形加速器周长超过27公里，能够加速质子到4TeV的能量。
在粒子加速机制的研究和应用中，还有一些挑战性问题需要解决。
例如，粒子加速器需要大量的能源和电力支持，对环境和社会造成巨大的影响。
此外，由于粒子在加速过程中会产生大量的辐射能量，要求研究人员进行非常细致的辐射防护措施。
另外，加速器的结构也需要经过精密的设计和调试，以保证粒子在加速过程中能够保持稳定的轨迹。
尽管面临一些挑战，粒子加速机制的研究和应用在现代物理学和工业生产中已经取得了重大的突破。
通过粒子加速机制，科学家能够探索和研究物质的基本结构和性质，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。
粒子加速器实验技术使用教程
粒子加速器实验技术使用教程粒子加速器是一种重要的科学研究工具，它可以用来加速各种粒子进行实验。
在这篇文章中，我将为您介绍粒子加速器实验技术的使用教程。
首先，我们来了解一下粒子加速器的基本原理。
粒子加速器是利用电场或磁场将粒子加速，并使其达到足够高的速度，然后与其他粒子进行碰撞或产生相互作用。
为了实现这个目的，粒子加速器通常由加速模块和探测装置组成。
在实验中，首先我们需要准备一定数量的粒子。
这些粒子可以是电子、质子、中子等不同种类的粒子。
通常，我们会使用一种叫做粒子源的装置来产生这些粒子。
粒子源会将粒子释放到加速器的起始位置，并给予它们一定的初速度。
接下来，我们需要将这些粒子加速到足够高的速度。
这一过程通常通过加速模块来实现。
加速模块通常由一系列的电磁场或磁铁构成，可以根据需要加速粒子或改变其运动方向。
在粒子通过加速模块时，它们会不断获得能量并加速。
通过不断重复这个过程，粒子的速度会逐渐增加，最终达到实验所需的速度。
当粒子加速到目标速度后，我们就可以将它们引导到探测装置中进行实验了。
探测装置通常由一系列的探测器组成，用于测量粒子的运动轨迹、能量和其他性质。
这些测量结果可以帮助科学家们研究粒子的性质和相互作用规律。
在进行粒子加速器实验时，有一些技术细节需要注意。
首先，我们需要保证加速器的稳定性和精确性。
这意味着我们需要仔细控制加速器的各个部件，确保粒子能够按照设计要求进行加速和探测。
此外，我们还需要进行实验室的环境监测和控制，以确保实验结果的准确性和可重复性。
另外，粒子加速器实验还需要进行数据分析和模拟。
在实验过程中，我们会收集大量的数据，包括粒子的运动轨迹、能谱以及与其他粒子的相互作用等。
通过对这些数据的分析和研究，我们可以获得更多关于粒子特性和宇宙基本规律的信息。
最后，除了基本的实验技术，粒子加速器还涉及一些高级技术，如束流分析、高功率射频系统、真空技术等。
这些技术的应用需要一定的专业知识和经验，以确保实验的成功进行。
回旋加速器
在近代物理学中,为了探索和研究物质的微观世界,往往需要利用“高能粒子”去轰击构成物质的分子、原子甚至原子核等。
那么怎样获得“高能粒子”呢？各中各样的粒子加速器由此产生……1、结构【回旋加速器】D 形金属盒交变电场强磁场待加速粒子源引出装置U~v 2a ,7a ,5a ,3a 4a 6a 2v 12、工作原理a 3a ,4a ,6a 5v 3v 4v 5v 6U ~v 7v m a 1a ,1a ,2a 73、几个思考？a ,2v 2a ,7a ,5a ,3a 4a 6a 2v 1a 3a ,4a ,6a 5v 3v 4v 5v 6v 7v m a 1a ,1a 7(2)第1次、第2次、、、第n 次加速后的动能E K 之比？(1)真正加速粒子的力？(3)粒子获得的最大速度v m 与与哪些因素有关？R=R D =q B m v m v m =m q B R D (4)随着v 的增大，在磁场中回旋的周期T 会改变吗？(5)要想加速，交变电场周期T 电应该满足什么条件？T 电=T 粒=qBm 2a ,2v 2a ,7a ,5a ,3a 4a 6a 2v 1a 3a ,4a ,6a 5v 3v 4v 5v 6v 7v m a 1a ,1a 7(6)如何讨论粒子在回旋加速器中运动的时间？建造于美国伊利诺依州的费米实验室环形加速器我国同步加速器1、关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是( )A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功C、只有电场能对带电粒子起加速作用D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动2、回旋加速器D形盒中央为质子源，D形盒间的交变电压U＝2×104V，磁感应强度B＝0.5T，质子的质量m＝1.67×10-27 kg。
静止质子经回旋加速后的最大轨道半径R＝1m，问：（1）质子最后得到的动能是多大？（2）共加速了多少次？动能：1.92×10-12J次数：600次。
粒子加速器的操作指南
粒子加速器的操作指南粒子加速器作为现代物理研究中不可或缺的重要工具，其操作指南对于科研人员来说至关重要。
本文将以深入浅出的方式，介绍粒子加速器的基本操作方法和注意事项，以帮助读者更加熟悉和了解该设备的运行原理与操作流程。
1. 粒子加速器的基本构造和工作原理粒子加速器主要由加速器磁铁、真空室、射频系统和粒子探测器等组成。
磁铁用于产生强大的磁场，使粒子束保持在规定的轨道上；真空室的作用是保持真空环境，防止粒子与气体分子碰撞而导致能量损失；射频系统则用于提供电场，使粒子获取加速能量；而粒子探测器则用于观测和记录粒子的性质和行为。
2. 加速器操作前的准备工作在进行实验操作之前，对粒子加速器进行必要的准备工作非常重要。
首先要确保设备的正常运行状态，检查各个系统的连接和仪器的工作情况。
同时，要检查加速器磁铁的磁场强度是否符合要求，以及真空室的真空度是否达到标准。
此外，还需要确认射频系统的频率和功率是否设置正确，以确保实验过程中能够正常提供足够的加速能量。
3. 加速器操作的基本步骤a) 启动和停止：加速器的启动和停止是操作过程中最关键的步骤之一。
在启动加速器之前，要先将设备的所有系统和仪器调试好，确保其工作正常。
然后按照预定程序将加速器逐渐加速至设定的能量范围。
而在停止加速器时，需要逐步降低加速器的功率和电压，确保粒子安全地停止运动。
b) 调整和校准：在加速器操作过程中，往往需要根据实验需求对各项参数进行调整和校准。
例如，可以通过调整磁铁的电场强度和方向来控制粒子束的走向和强度。
而通过调整射频系统的频率和功率可以控制粒子的加速度。
因此，操作人员需要根据实验设计的要求，对相关参数进行适当的调整和校准。
c) 数据记录和分析：在实验过程中，操作人员需要及时记录和分析实验数据。
这包括观测和测量粒子的位置、能量等信息，并进行数据的处理和分析。
一般来说，粒子加速器都配备了专门的数据采集和处理系统，可以方便地实现数据的记录、存储和分析。
粒子加速器制作方法
粒子加速器制作方法Particle accelerators are powerful tools used by scientists to study the fundamental building blocks of matter. They work by speeding up charged particles to very high energies using electric and magnetic fields. These accelerated particles can then be used in a variety of experiments to explore the nature of particles and forces.粒子加速器是科学家用来研究物质基本构成的强大工具。
它们通过利用电场和磁场来加速带电粒子到非常高的能量。
然后这些加速的粒子可以用在各种实验中来探索粒子和力的性质。
There are many different types of particle accelerators, each with its own unique design and purpose. Some accelerators, like the Large Hadron Collider (LHC) at CERN, are massive, underground machines that collide particles at incredibly high energies to recreate conditions that existed just after the Big Bang. Other accelerators are smaller and used for more focused experiments, such as medical treatments or material science research.有许多不同种类的粒子加速器，每种都有独特的设计和目的。
核物理中的粒子加速器原理与设计
核物理中的粒子加速器原理与设计引言：粒子加速器是核物理研究中不可或缺的工具，它们以其强大的加速能力和精确的控制技术，在探索微观世界和揭示物质的本质方面发挥着重要作用。
本文将介绍粒子加速器的基本原理和设计要点。
一、粒子加速器的基本原理粒子加速器的基本原理是利用电场和磁场对带电粒子进行加速和聚焦。
在加速器中，带电粒子首先被注入到一个低能量的状态，然后通过电场和磁场的作用逐渐加速，最终达到所需的高能量状态。
电场提供了粒子的加速力，而磁场则用于控制粒子的轨道和聚焦。
二、粒子加速器的设计要点1. 加速结构设计加速器中的加速结构通常采用螺旋形或环形的形式，以提供连续的加速力。
在设计过程中，需要考虑加速结构的尺寸、形状和材料等因素，以确保粒子能够稳定地通过并获得所需的加速效果。
2. 磁场设计磁场在粒子加速器中起到关键作用，它用于控制粒子的轨道和聚焦。
磁场的设计需要考虑磁铁的形状、磁场强度和磁场分布等因素。
常用的磁铁包括电磁铁和永磁铁，它们可以通过精确的电流控制或永久磁体实现所需的磁场。
3. 控制系统设计粒子加速器的控制系统是确保加速器正常运行的关键。
控制系统需要实时监测粒子的轨道和能量，并根据需要进行调整。
同时，还需要对加速器的各个部件进行精确的控制和同步，以确保粒子能够稳定地通过加速器。
三、粒子加速器的应用粒子加速器在核物理研究中有着广泛的应用。
它们可以用于研究基本粒子的性质和相互作用，揭示物质的微观结构和宇宙起源等重要问题。
此外，粒子加速器还可以用于医学诊断和治疗，如放射性同位素治疗癌症和产生医学放射性同位素等。
四、粒子加速器的发展趋势随着科学技术的不断发展，粒子加速器的设计和性能也在不断提高。
目前，人们正在研究和开发更高能量、更高亮度和更紧凑的粒子加速器。
这些新型加速器将能够更深入地探索微观世界，并为科学研究和应用提供更多的可能性。
结论：粒子加速器作为核物理研究中的重要工具，其原理和设计要点对于加速器的正常运行和粒子加速具有重要意义。
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自制粒子加速器大象无形目录一、什么是回旋加速器 (1)二、加速器的原理及公式 (2)三、电磁铁制作 (3)1.概述 (3)2.铁芯 (5)3.磁极设计 (6)4、励磁线圈的设计 (7)四、真空系统 (8)五、射频电子系统 (10)1、射频系统驱动 (10)2、电源要求： (10)3.D盒电路设计: (12)4.偏置电压 (13)一、什么是回旋加速器它是利用磁场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。
1930年E.O.劳伦斯提出其工作原理，1932年首次研制成功。
它的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒（D形盒）隔开相对放置，D形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。
置于中心的粒子源产生带电粒子射出来，受到电场加速，在D形盒内不受电场，仅受磁极间磁场的洛伦兹力，在垂直磁场平面内作圆周运动。
绕行半圈的时间为t=(m π)/qB，其中q是粒子电荷，m是粒子的质量，B是磁场的磁感应强度。
如果D 形盒上所加的交变电压的频率恰好等于粒子在磁场中作圆周运动的频率，则粒子绕行半圈后正赶上D形盒上极性变号，粒子仍处于加速状态。
由于上述粒子绕行半圈的时间与粒子的速度无关，因此粒子每绕行半圈受到一次加速，绕行半径增大。
经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从D形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特（MeV ）。
回旋加速器的能量受制于随粒子速度增大的相对论效应，粒子的质量增大，粒子绕行周期变长，因此，为了使粒子每次穿过缝隙时仍能不断得到加速，必须使交变电场的角频率ω随着粒子的加速过程而同步降低，使之满足ω m=qB（式中q和B时不变的）。
根据这个原理设计的回旋加速器叫做同步回旋加速器(Syncrocyclotron)。
二、加速器的原理及公式磁场里带电粒子所受的力为：这个力提供了粒子圆周运动的向心力。
利用以上公式及动能定义，粒子的动能如下：加速器的周期定义为粒子运动一周的时间：那么，频率为：同时，角频率ω也是表示粒子圆周运动的一个参量。
三、电磁铁制作1.概述电磁铁提供了一个强大而均匀的磁场，这个磁场能够穿越真空并且弯曲被加速粒子的轨道。
如下所示,标准的加速器的电磁铁都有一个具有H型开口的软铁芯，真空室处于磁铁的两极之间在内部，有两组内水冷励磁线圈来产生磁场，同时有一个磁阻很小的铁芯提供磁路，此磁铁的最大设计磁通量是1.6T。
2.铁芯铁芯的作用是提供一个低磁阻的磁通路。
铁芯的设计目的就是使磁极间磁场达到最大。
有两个途径可以增加粒子的能量：1.加到D盒的尺寸2.增大磁场的强度。
如果加大D盒的尺寸，那么磁铁极面的尺寸也要随之增大.做一个尽可能大的磁场会证明你的投入会很高效。
有很多增大磁场强度的方法，一种是增加励磁线圈的安培匝数。
这种方法的弱点就是需要一个适合的电源来提供尽可能大的电流。
在家里面做这个加速器的话，电源是很大的问题。
另一个方法就是尽量减小两极的距离（但还要考虑中间放真空室）。
上面的公式：B表示磁感应强度，u0表示真空磁导率，N表示匝数，I表示电流，g表示极的距离，事实上，真空室不能小于2"，在B=1.6T时，g=2.13" 是一个比较理想的值。
另外，铁芯的饱和度问题也必须考虑。
我们的磁铁铁芯用1060块钢片组成，饱和度在1.7T 左右，超过此值后，再提供电流磁场也不会增加。
为了避免磁饱和，磁通量在极臂比中心值少25%，只有1.2T，可以通过增加25%的交叉拼装面来达到此目的。
3.磁极设计磁极的形状直接决定了空隙间磁场的分布.我们这个加速器随着磁极半径的增大,磁场只有微小的减小,这对我们来说是非常重要的.微小的磁场变化会形成弱聚焦效应.这个效应会保持粒子束处于正确的轨道上.像我们的加速器这样的弱聚焦加速器取决于磁场的形状.如果我们完全采用平直的磁极面,那么粒子束不可能达到我们所需的能量及半径,很少有粒子能在没有纵向分量的条件下进入正确的轨道,当粒子从离子源发射出来后,他们会"喷"向各个方向,如果一个粒子向上运动,那么它将保持向上运动.并且很可能撞到D盒上或真空室上部.这样这个粒子就浪费掉了.所以粒子要成束,就必须在轴向有个力,力的方向同轨道的轴向,并且使粒子回到中间的圆盘.如下图所示,沿两极的锥形使得缝隙变大,这使磁场稍有减小磁感应线不在平行,除中间外他们"向外弯曲".在中间圆盘上方,有个放射状场分量指向外侧.在中间盘下部,有一个放射状的分量指向内侧.在内部没有放射状的磁场分量,而是平行且均匀的.只是强度上有所减小.如果粒子束正好处于两极之间,那么运行轨迹就应该是正常的.如果粒子束偏离圆盘,会有一个使其移动到中心的力,这个力引起了中间圆盘轴向谐振.即所说的纵向电子感应谐振.弱聚焦效应是设计磁极的一个重要指标.最好的导边是从极中间到边缘为0.02in,这就使沿6in直径的极上磁场有0.8T的减小,另一个需要注意的就是避免加速器磁场共振现象.共振破坏了粒子流的平衡.关于这一点,我们还会讨论.作为真空室的一个规则,两极会比D盒大且两极边缘有个45°导角来避免直角部分的磁饱和.4、励磁线圈的设计做励磁线圈用的导线的截面是方形的，中间是空的，可以有冷水通过。
线圈的电流是110A，电压是115V，由720圈水冷铜导线组成：每个极上有360圈，方形，搪瓷绝缘线，中空，可以由冷水通过。
720圈是由两个分布在两极上的两个360圈组成。
每个360圈都是由10个“双圈层”组成。
整个线圈有20层高，18层宽。
“双圈层”绕制技术允许整个线圈一部分一部分的分别绕制。
绕在同一轴上的两层线的长度在拉直时长度相等：一半的线绕在小轴上，并且向‘外’绕制，然后另一半绕制在第二层上（从外往回绕制）。
线圈被放置在环氧里，“双圈层”放置一层绝缘胶带，把线圈用玻璃纤维胶带包好，粘好，这个线圈就完成了。
用铜块将线圈的端线连接起来后，整个线圈就做好了。
“双圈层”绕制技术及水冷技术的优势在于水管可以平行安装（只在接头处设置一个接头），电源也可以有序安装。
线圈的参数表及绕制相关参数如下；四、真空系统加速器的真空室用不锈钢制成，有上下两个盖，每个都用螺丝上紧并加O形衬垫密封、电线及其它连接。
如冷水、氢气等均通过侧面喇叭嘴进入真空室。
这些都可以买到。
真空室通过标准CF法兰连接到外部喇叭嘴。
在设计真空系统时，要考虑最大吞吐量或抽真空的效率，我i类实现这一点：扩展真空室至磁铁处；直接将泵放置在室下方并用一个大的管子连接至真空室的下方。
为了减小两极间缝隙来增强磁场强度。
我们应尽量将真空室做的薄一些。
在我们的加速器中真空室只有2’’高，用3/16厚铝做上下盖，在大气压力下的重量，这两个盖如此薄且大，很容易被挤压变形，在室内，我们用铝支撑（如图）来防止挤压并行。
（如图）扩散泵用抽真空系统可以使真空室的工作压力降到10-7Torr（托，相当于1mm汞柱的压力）。
内装的泵是一个Varian M4 扩散泵，这种泵不能工作在大气压下，所以在此泵工作之前，先用大泵粗略的将真空室压力降到大约1/1000大气压，当真空泵的排气管里充满了氢气，氮气就被引入排气管中来稀释氢气。
五、射频电子系统1、射频系统驱动D盒上的加速电势。
加速器频率（见公式）取决于磁场强度，如下：D盒电压与RF能量的关系决定于电路的配置。
在我们这个电路里，我们用D盒与一个电感串联组成的电容而形成一个调频电路。
通过一个电源放大器直接驱动非调频主电路的方式来向电感线圈供电。
当加速器处在最大磁场状态下运行时，频率是24MHz。
起初，我们只运行在低强度下频率也只有13.56MHz。
2、电源要求：理论上，穿越缝隙的电压会很小。
电压决定了在粒子获得足够的能量之前它们旋转的圈数。
事实上，让粒子束旋转更多的圈数是不切实际的，有下面几个原因：第一、 保持高压的第一个原因就是允许处于加速器中间的离子源在第一圈就清理离子源的真空管。
为了避免粒子撞在真空室上。
粒子必须在第一圈就获得足够的能量来超过粒子源的半径。
第二、 保持旋转圈数达到最小值的原因是这样会使粒子旋转的频移就不成问题了。
引起频移的原因是微小的磁场变化引起了微小的轨道频率变化。
以及运动中的粒子的相对论质量的增加。
第三、 保持路径长度最短是最小化真空室内游离粒子碰撞，粒子的路径长度应该与真空室的平均自由程处于同一水平。
这些限制因数定了必要的RF电路输入能量。
足够的RF输入能量也只有0.5kw，我们用能量放大器的容量是3kw。
能量放大器的选取用于RF射频的商用设备是取得放大器的方便之门,特别是那些共振不太好需要小的修理的设备.然而一个新的3kw放大器我们需要数千美元,这已超出了我们的经济范围.也有一个需要考虑的是固态真空放大器.现在也有固态器件,这些器件更耐用.不需要再调谐.如果实用了这些器件,那么永远都不会坏.然而如果SWR很高,那么变压器很容易被烧坏.真空管器件却相反.它能应付自如,并处理好阻抗的匹配,在加速器中,真空室内有很多偶发的电弧改变了电路的阻抗,这样很可能破坏固体放大器额定3kw的plasna Therm.HFS3000就可完全应付这种不匹配.这个芯片可以在ebay上买到.3.D盒电路设计:D盒的电容D盒的电容可以近似为以真空为介质的平行板电容器,公式如下:C=Aε0 d 其中ε0是介电常数,为8.85×10-12F/m. 将上下两个盘半径为6in距离为0.5in 可以得到每个盘的电容为25pF.估算D盒柄的电容可以把它看成是置于真空室中心的平板.面积是1.5in2.事实上,就是一个 0.5in的杆,电容之和就得到了大约54pF的电容值.盒电路因为加速器工作在一个单一的频率下,这样就可以获得一个很高的品质因素Q电路来驱动D盒,D盒的电容与一个电感串联就形成了一个调谐电路(盒电路).与D盒并联一个真空可变电容器是用于调谐电路的共振频率.另一个使用盒电路的原因是其提供了一个倍亚电路.盒电路中的电压被电路的品质因数Q所乘,因其有能量存储特性.L1---半匝初级线圈L2---多匝次级线圈L3---RF抑制来保护DC电源(用于粒子提供而接于D盒上的偏置电压)C1---高压传导电容,避免DC电压与地短路C2---5~100pF,真空可调谐电容,用于调整LC盒电路中的电容C3---RF滤波电容,700pFL1与L2是绕制在1/4in长的铜质冷却管上,它们在同一轴线上,并有同一个中心点.由于次级线圈中有很大的电流,就用未电离的水进行冷却.在线圈的两端,尼龙管用swagelok连接器构成,从而形成了水流的通路,铜带焊接到线圈上,并用螺钉拧到另一端的RF信号端.调节L1与L2直到获得最佳互感为止.它们的手动可调电感量大约为0.01,为减小主电路与辅助电路之间的电感,我们应尽量减小主电感,这是为什么L1只有半匝的原因.4.偏置电压为了满足提取离子的目的.我们在RF信号之外又加在D盒上一个直流电压,通用连接D盒到电源负极盒与互感其次级间串联一个防短路电容来达到D盒的偏置的目的的.直流电源与RF电压通过一个绕在G10核上的扼流圈绝缘,这个线圈对直流量成低阻抗,但对交流信号成高阻抗,可以起到很好的阻止作用.在扼流圈之后加上一个电容,以滤掉没有被扼流圈阻止的RF信号,即一个低通滤波器,最佳电压值及精确的从粒子源中提取粒子就需要在实际中摸索了.来源物理之舞网站加速器专题：http://www.opl.me/special/accel.html版权归原作者所有！。