回旋加速器和直線加速器有什么區別？

回旋加速器是利用磁場使帶電粒子作回旋運動，在運動中經高頻電場反復加速的裝置。它的主要結構是在磁極間的真空室內有兩個半圓形的金屬扁盒（D形盒）隔開相對放置，D形盒上加交變電壓，其間隙處產生交變電場。置于中心的粒子源產生帶電粒子射出來，受到電場加速，在D形盒內不受電場，僅受磁極間磁場的洛倫茲力，在垂直磁場平面內作圓周運動。繞行半圈的時間為πm／qB，其中q是粒子電荷，m是粒子的質量，B是磁場的磁感應強度。如果D形盒上所加的交變電壓的頻率恰好等于粒子在磁場中作圓周運動的頻率，則粒子繞行半圈后正趕上D形盒上極性變號，粒子仍處于加速狀態。由于上述粒子繞行半圈的時間與粒子的速度無關，因此粒子每繞行半圈受到一次加速，繞行半徑加大。經過很多次加速，粒子沿螺旋形軌道從D形盒邊緣引出，能量可達幾十兆電子伏特（MeV ）。回旋加速器的能量受制于隨粒子速度加大的相對論效應，粒子的質量加大，粒子繞行周期變長，從而逐漸偏離了交變電場的加速狀態。

直線加速器是應用沿直線軌道分布的高頻電場加速電子、質子和重離子的裝置。早期利用頻率不太高的交變電場加速帶電粒子，1946年后利用射頻微波來加速帶電粒子。在柱形金屬空管（波導）內輸入微波，可激勵各種模式的電磁波，其中一種模式沿軸線方向的電場有較大分量，可用來加速帶電粒子。為了使沿軸線運行的帶電粒子始終處于加速狀態，要求電磁波在波導中的相速降低到與被加速粒子運動同步，這可以通過在波導中按一定間隔安置帶圓孔的膜片或漂移管來實現。電子的質量很小，幾兆電子伏的能量時，電子的速度已接近光速，帶圓孔的膜片裝置適用于加速電子；質子或離子的質量較大，其速度較低，常采用帶漂移管的裝置。 

 
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