加速器原理 修订版PDF电子书下载

目录 1

第一章绪论 1

§1.1．加速器的发展概况 1

§1.2．加速器的种类 4

§1.3．加速器的用途 6

第二章高压加速器 14

§2.1． 静电加速器的发展简史 15

§2.2． 静电加速器的工作原理 18

§2.3．高压气体的采用 21

§ 2.4．高压电极系统的设计 25

§2.5．绝缘支柱 33

§2.6． 输电系统 35

§2.7．加速管 40

§2.8．加速管的最高工作电压 43

§2.9．离子源和电子枪 45

§2.10．电压和能量的测量方法 55

§2.11．电压的稳定 60

§2.12．单级静电加速器的几个实例 63

§2.13．串列式静电加速器 65

§2.14．倍压加速器 70

§2.15．绝缘磁芯变压器 82

§2.16．高频高压发生器 85

§2.17．强脉冲电子束发生器 87

§2.18．高压加速器的用途 88

参考文献 91

§3.1．带电粒子在恒定磁场中的运动 94

第三章电子感应加速器 94

§3.2．感应加速器的工作原理 101

§3.3． 加速磁通变化量和电子能量改变量的关系 104

§3.4．粒子的横向运动 106

§3.5． 使电子在恒定轨道上加速的条件 130

§3.6． 电子的入射俘获过程 135

§3.7．电子束的偏移和引出 141

§3.8．感应加速器的工作程序 144

§3.9．辐射损失的影响 147

§3.10．感应加速器的磁铁系统 148

§3.11．真空室和电子枪 156

§3.12．电子感应加速器的用途和发展情况 158

参考文献 161

第四章迴旋加速器 162

§4.1． 发展简史 162

§4.2．迴旋加速器的工作原理 164

§4.3．迴旋加速器中的相移现象 170

§4.4．横向聚焦 183

§4.5．磁铁系统 189

§4.6．真空室 202

§4.7．高频系统 205

§4.8．离子源 208

§4.9．靶 211

§4.10．引出系统 213

§4.11．能量的调节 217

§4.12．各种不同的D形电极系统 219

§4.13．粒子在中心区域的运动 222

§4.14．现状 225

§ 4.15．等时性迴旋加速器的工作原理 228

§4.16．等时性迴旋加速器的结构特点 238

§4.17．迴旋加速器及等时性迴旋加速器的用途 240

参考文献 242

第五章稳相加速器 245

§5.1． 稳相加速器的工作原理 245

§5.2．加速频率的调变规律 250

§5.3． 自动稳相原理 252

§5.4．相运动方程 259

§5.5．相运动方程的分析 262

§5.6．相振荡的摆模型 264

§5.7．相图 268

§5.8．相振荡的衰减 276

§5.9．实现谐振加速的途径 278

§5.10．稳相加速器中粒子的俘获过程 280

§5.11．平均粒子流强度 284

§5.12．稳相加速器的结构 285

§5.13．粒子流的利用 289

§5.14．稳相加速器的现况和几个实例 292

参考文献 294

§6.1．发展简史 296

第六章同步加速器 296

§6.2． 工作原理 297

§6.3．强聚焦原理 304

§6.4．交变梯度聚焦原理在同步加速器主导磁场上的应用 323

§6.5． 强聚焦同步加速器中的相振荡 347

§6.6.粒子的入射和引出 351

§6.7. 同步加速器的总体布局 361

§6.8． 同步加速器的磁铁和它的真空室 364

§6.9． 同步加速器的励磁电源系统 367

§6.10．高频加速系统 373

§6.11．几个例子 376

§6.12．边缘聚焦－零梯度同步加速器 381

§6.13．恒定磁场强聚焦加速器 388

参考文献 394

第七章对撞机和光子工厂 397

§7.1． 相对运动的粒子间的作用能 397

§7.2．电子－正电子对撞机 401

§7.3．质子－质子对撞机 404

§7.4．质子－反质子对撞机 407

§7.5． 光子工厂 410

参考文献 414

第八章电子迴旋加速器 415

§8.1． 工作原理 415

§8.2．谐振加速条件 416

§8.3．电子迴旋加速器中的自动稳相现象 419

§8.4．电子迴旋加速器的结构 422

§8.5．电子的入射 424

§8.6．电子的引出 426

§8.7．发展情况 428

§8.8．跑道式电子迴旋加速器 431

§8.9．超导跑道式电子迴旋加速器 432

参考文献 432

第九章直线加速器 434

§9.1． 引言 434

§9.2．直线加速器中的加速电场 435

§9.3．直线加速器中的相运动 441

§9.5．质子直线加速器 446

§9.4．粒子的横向运动 446

§9.6．质子直线加速器的用途和几个实例 451

§9.7．行波电子直线加速器 453

§9.8． 行波电子直线加速器的几个实例 455

§9.9．驻波电子直线加速器 458

§9.10．超导电子直线加速器 459

§9.11．“返航”直线加速器 460

参考文献 460

第十章重离子加速器 462

§10.1．重离子能量与加速器主要参数的关系 463

§10.2．重离子迴旋加速器 464

§10.3．重离子直线加速器 466

§10.4．高压加速器 468

§10.5．高能重离子加速器 469

§10.6．重离子源 469

参考文献 470

第十一章介子工厂 471

§11.1．强流质子直线加速器 471

§ 11.2．等时性迴旋加速器 472

§11.3．强流中能电子直线加速器 473

§11.4．其他中能加速器 474

参考文献 474

第十二章新技术的应用和新加速原理 475

§12.1．计算技术和自动化技术的应用 475

§12.2．超导磁体 476

§12.3．超导腔 477

§12.4．新加速原理的研究 479

参考文献 482

附录Ⅰ．电场时间聚焦作用的分析 484

附录Ⅱ．粒子在中心区域的运动方程 487

附录Ⅲ．粒子加速周期和粒子能量间的关系的推导 490

附录Ⅳ．转换矩阵的行列式等于1的证明 492

附录Ⅴ．运动方程的两个独立的周期性解的求法 494

附录Ⅵ．非平衡粒子封闭轨道形状的计算 504

附录Ⅶ．在等时性迴旋加速器里，磁场误差引起的 515

相角移动 515

附录Ⅷ．电子迴旋加速器的相运动方程的推导 519

附录Ⅸ．聚焦系统的容纳度和粒子流的发散度 522

附录Ⅹ．公式（9.39）的推导 525