电子回旋加速器

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回旋

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诺贝尔学奖

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回旋

cyclotron

利用

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。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

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

，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，仅受间的洛伦兹力，在垂直平面内作圆周运动。绕行半圈的时间为πm／qb，其中q是粒子电荷，m是粒子的质量，b是的磁感应强度。如果d形盒上所加的交变的频率恰好等于粒子在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）。回旋的能量受制于随粒子增大的相对论效应，粒子的质量增大，粒子绕行周期变长，从而逐渐偏离了交变电场的加速状态。进一步的改进有同步回旋。

2006年6月23日，中国首台西门子eclipsehp/rd医用回旋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。

eclipsehp/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

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。

回旋的发展史

早期的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等一些的先驱者在20年代，就探索利用同一多次加速带电粒子，并成功地演示了用同一高频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。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。