電子感應加速器是利用感生電場來加速電子的一種裝置。在電磁鐵的兩極間有一環形真空室,電磁鐵受交變電流激發,在兩極間產生一個由中心向外逐漸減弱、並具有對稱分佈的交變磁場,這個交變磁場又在真空室內激發感生電場,其電場線是一系列繞磁感應線的同心圓,這時,若用電子槍把電子沿切線方向射入環形真空室,電子將受到環形真空室中的感生電場E的作用而被加速,同時,電子還受到真空室所在處磁場的洛倫茲力的作用,使電子在半徑為R的圓形軌道上運動。
1.什麼是電子感應加速器
電子感應加速器是利用感生電場來加速電子的一種裝置。在電磁鐵的兩極間有一環形真空室,電磁鐵受交變電流激發,在兩極間產生一個由中心向外逐漸減弱、並具有對稱分佈的交變磁場,這個交變磁場又在真空室內激發感生電場,其電場線是一系列繞磁感應線的同心圓,這時,若用電子槍把電子沿切線方向射入環形真空室,電子將受到環形真空室中的感生電場E的作用而被加速,同時,電子還受到真空室所在處磁場的洛倫茲力的作用,使電子在半徑為R的圓形軌道上運動。
2.電子感應加速器工作原理
電子感應加速器的基本原理是利用變化的磁場所激發的渦旋電場來加速電子
在電磁鐵的兩極間有一環形真空室,電磁鐵上繞有通電線圈,透過控制線圈上的交變電流,就可以在兩極間產生一個由中心向外逐漸減弱的交變磁場,這個交變磁場就會在真空環形室中產生渦旋電場,如圖中虛線所示。如果此時向真空室中沿渦旋電場線切線方向注入電子,電子將受到渦旋電場的作用而加速,同時受到磁場的洛倫茲力而做圓周運動,圓周運動的半徑
R=mv/Be
為了使電子的運動軌跡在固定軌道上,即半徑R不變,就必須使磁場的磁感應強度B與電子速度v的變化保持同步
3.電子感應加速器的應用
當能量在數十兆電子伏以下時,電子感應加速器具有容易製造、便於調整使用,價格較便宜等優點。所以在國民經濟的各方面被廣泛採用。主要用於工業γ射線探傷和射線治療癌症(利用電子或γ射線)等方面。世界上已有一百多臺這種加速器在工作著,其中大多數的能量都在 20~30MeV以下。中國生產的工業探傷和醫用電子感應加速器的能量為25MeV。
電子感應加速器也可以用來進行低能光核反應的研究,並可作活化分析及其他方面的輻射源。
電子感應加速器的電子流強度比較小,平均電子流一般不超過微安數量級;γ射線強度也比較弱,一般離靶1m處約50~100R/min。
近年來發展的輕便的電子直線加速器的射線強度比較大,有後來居上的趨勢。