An alternative to the synchrocyclot

An alternative to the synchrocyclotron is the isochronous cyclotron, which has a magnetic field that increases with radius, rather than with time. Isochronous cyclotrons are capable of producing much greater beam current than synchrocyclotrons, but require azimuthal variations in the field strength to provide a strong focusing effect and keep the particles captured in their spiral trajectory. For this reason, an isochronous cyclotron is also called an "AVF (azimuthal varying field) cyclotron".[13] This solution for focusing the particle beam was proposed by L. H. Thomas in 1938.[13] Recalling the relativistic gyroradius r = frac{gamma m_0 v}{q B} and the relativistic cyclotron frequency f = frac{f_0}{gamma}, one can choose B to be proportional to the Lorentz factor, B = gamma B_0. This results in the relation r = frac{m_0 v}{q B_0} which again only depends on the velocity v, like in the non-relativistic case. Also, the cyclotron frequency is constant in this case.

The transverse de-focusing effect of this radial field gradient is compensated by ridges on the magnet faces which vary the field azimuthally as well. This allows particles to be accelerated continuously, on every period of the radio frequency (RF), rather than in bursts as in most other accelerator types. This principle that alternating field gradients have a net focusing effect is called strong focusing. It was obscurely known theoretically long before it was put into practice.[14] Examples of isochronous cyclotrons abound; in fact almost all modern cyclotrons use azimuthally-varying fields. The TRIUMF cyclotron mentioned below is the largest with an outer orbit radius of 7.9 metres, extracting protons at up to 510 MeV, which is 3/4 of the speed of light. The PSI cyclotron reaches higher energy but is smaller because of using a higher magnetic field.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทางเลือกในการ synchrocyclotron เป็น cyclotron เสมอซึ่งมีสนามแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นมีรัศมีมากกว่าที่มีเวลา cyclotrons เสมอมีความสามารถในการผลิตในปัจจุบันคานมากขึ้นกว่า synchrocyclotrons แต่จำเป็นต้องมีรูปแบบ azimuthal ในความแรงของสนามที่จะให้มีผลบังคับใช้โดยมุ่งเน้นที่แข็งแกร่งและให้อนุภาคบันทึกในวิถีเกลียวของพวกเขา ด้วยเหตุนี้การ cyclotron เสมอนอกจากนี้ยังเรียกว่า "AVF (azimuthal ที่แตกต่างกันเขต) cyclotron". [13] โซลูชั่นสำหรับการมุ่งเน้นไปที่ลำแสงอนุภาคนี้ถูกเสนอโดย LH โทมัสในปี 1938 [13] ระลึกถึงความสัมพันธ์อา gyroradius = frac { แกมมา m_0 วี} {B} คิวและความสัมพันธ์ความถี่ cyclotron f = frac {f_0} { แกมมา} หนึ่งสามารถเลือก B เพื่อเป็นสัดส่วนกับปัจจัยที่ลอเรน, B = แกมมา B_0 ซึ่งจะส่งผลในการวิจัยความสัมพันธ์ = frac {m_0 วี} {Q} B_0 อีกครั้งซึ่งเพียง แต่ขึ้นอยู่กับความเร็ว v เช่นในกรณีที่ไม่ใช่ความสัมพันธ์ นอกจากนี้ความถี่ cyclotron จะคงที่ในกรณีนี้. ผลขวาง de-มุ่งเน้นของการไล่ระดับสีรัศมีสนามนี้จะถูกชดเชยโดยสันเขาบนใบหน้าแม่เหล็กที่แตกต่างกันไปสนาม azimuthally เช่นกัน นี้จะช่วยให้อนุภาคที่จะเร่งตัวขึ้นอย่างต่อเนื่องในระยะเวลาของการความถี่วิทยุทุก (RF) มากกว่าในระเบิดในขณะที่ส่วนใหญ่ชนิดอื่น ๆ คันเร่ง หลักการที่ว่าสลับการไล่ระดับสีสนามมีสุทธิมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบนี้จะเรียกว่ามุ่งเน้นที่แข็งแกร่ง . มันเป็นที่รู้จักชัดเจนในทางทฤษฎีนานก่อนที่จะถูกนำมาปฏิบัติ [14] ตัวอย่างของ cyclotrons เสมอมาก; ในความเป็นจริงเกือบทั้งหมด cyclotrons ทันสมัยใช้เขตข้อมูลที่แตกต่างกัน azimuthally cyclotron TRIUMF กล่าวถึงด้านล่างเป็นที่ใหญ่ที่สุดที่มีรัศมีวงโคจรรอบนอก 7.9 เมตรสกัดโปรตอนที่สูงถึง 510 MeV ซึ่งเป็น 3/4 ของความเร็วของแสง cyclotron PSI ถึงพลังงานที่สูงขึ้น แต่มีขนาดเล็กเนื่องจากการใช้สนามแม่เหล็กที่สูงขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ทางเลือกเพื่อ synchrocyclotron เป็นไซโคลตรอนฟื้น ซึ่งมีสนามแม่เหล็กที่เพิ่ม มีรัศมีมากกว่า ด้วยเวลา ฟื้นล่ำสันมีความสามารถในการผลิตมากขึ้นกว่า synchrocyclotrons คานปัจจุบัน แต่ต้องมีการเปลี่ยนแปลง azimuthal ในด้านความแข็งแรงให้แข็งแรงเน้นผลให้อนุภาคที่ถูกจับในเกลียวของวิถีด้วยเหตุผลนี้ ไซโคลตรอนฟื้นยังเรียกว่า " avf ( azimuthal เปลี่ยนสนาม ) สัน " [ 13 ] โซลูชั่นนี้เน้นอนุภาคลำแสงถูกเสนอโดย L . H . โทมัส ในปี 1938 . [ 13 ] นึกถึงแสง gyroradius R = frac { Gamma m_0 V } { b } Q และแสงสันความถี่ f = frac { f_0 } { ( } , หนึ่งสามารถเลือก B จะได้สัดส่วนกับลอเรนซ์ ปัจจัย ,B = Gamma b_0 . ผลนี้ในความสัมพันธ์ r = frac { m_0 V } { Q b_0 } อีกครั้งซึ่งก็ขึ้นอยู่กับความเร็ว V เหมือนแสงที่ไม่กรณี นอกจากนี้ สันความถี่คงที่ในกรณีนี้

ตามขวาง เดอ เน้นผลของรัศมีสนามลาดถูกชดเชยโดยร่องบนแม่เหล็กใบหน้าซึ่งแตกต่างกันไปสนาม azimuthally เช่นกันนี้จะช่วยให้อนุภาคจะถูกเร่งอย่างต่อเนื่องในทุกช่วงความถี่วิทยุ ( RF ) มากกว่าในระเบิดในประเภทเร่ง ๆ มากที่สุด หลักการนี้ ที่ช่องสลับไล่สีมีเครือข่ายเน้นผล เรียกว่า แรง เน้น มันคลุมเครือรู้จักทฤษฎีเป็นเวลานานก่อนที่จะถูกใส่ลงในการปฏิบัติ . [ 14 ] ตัวอย่างของ isochronous ล่ำสันดาษดื่น ;ในความเป็นจริงเกือบทั้งหมดใช้ azimuthally ล่ำสันสมัยใหม่แตกต่างสาขา การ triumf สันกล่าวถึงด้านล่างเป็นที่ใหญ่ที่สุดที่มีวงโคจรรอบนอกรัศมี 7.9 เมตรแยกโปรตอนถึง 510 MeV ซึ่งเป็น 3 / 4 ของความเร็วแสง PSI สันถึงพลังงานที่สูงขึ้น แต่จะเล็กกว่าเพราะใช้สูงกว่าสนามแม่เหล็ก