书 书 书犐犆犛 ２７ ． １２０ 犆犆犛犉 ９１ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ４０６１８ — ２０２１ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 犜犲狉犿犻狀狅犾狅犵狔犳狅狉犮狔犮犾狅狋狉狅狀 　 ２０２１  １０  １１ /G28 /G29 ２０２２  ０５  ０１ /G2A /G2B /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G28 /G29目 　　 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 回旋加速器分类 １ ………………………………………………………………………………………… ４ 　 回旋加速器物理 ３ ………………………………………………………………………………………… ５ 　 回旋加速器工程 １０ ………………………………………………………………………………………… 参考文献 ４６ …………………………………………………………………………………………………… 索引 ４７ ………………………………………………………………………………………………………… 犌犅 ／ 犜 ４０６１８ — ２０２１ 前 　　 言 　　 本文件按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２０２０ 《 标准化工作导则 　 第 １ 部分 ： 标准化文件的结构和起草规则 》 的规定起草 。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由全国核能标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ５８ ） 提出并归口 。 本文件起草单位 ： 合肥中科离子医学技术装备有限公司 、 中国科学院等离子体物理研究所 。 本文件主要起草人 ： 宋云涛 、 丁开忠 、 吴昱城 、 陈根 、 李俊 、 陈永华 、 冯汉升 、 李君君 、 李实 、 刘素梅 、 杨庆喜 、 魏江华 、 韩曼芬 、 邢以翔 、 刘璐 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ４０６１８ — ２０２１ 回旋加速器术语 １ 　 范围 本文件规定了回旋加速器分类 、 物理 、 工程等相关的术语及定义 。 本文件适用于回旋加速器 ， 其他类型加速器也可参考使用 。 ２ 　 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件 。 ３ 　 回旋加速器分类 ３ ． １ 　 一般概念 ３ ． １ ． １ 回旋加速器 　 犮狔犮犾狅狋狉狅狀 利用磁场使带电粒子作回旋运动 ， 并在运动中通过射频电场逐圈被加速的装置 。 ［ 来源 ： ＧＢ ／ Ｔ３４１２７ — ２０１７ ， ３．１ ， 有修改 ］ ３ ． ２ 　 按束流聚焦方式分类 ３ ． ２ ． １ 经典回旋加速器 　 犮犾犪狊狊犻犮犪犾犮狔犮犾狅狋狉狅狀 最早出现的一种具有圆柱形磁极 ， 其磁感应强度沿径向缓慢下降的回旋加速器 。 ３ ． ２ ． ２ 同步回旋加速器 　 狊狔狀犮犺狉狅犮狔犮犾狅狋狉狅狀 具有沿径向下降的磁感应强度 ， 在离子加速过程中射频电场频率逐渐降低以使离子与加速电场之 间有稳定相位关系的回旋加速器 。 ［ 来源 ： ＧＢ ／ Ｔ４９６０．１ — ２０１０ ， ８．２５ ， 有修改 ］ ３ ． ２ ． ３ 等时性回旋加速器 　 犻狊狅犮犺狉狅狀狅狌狊犮狔犮犾狅狋狉狅狀 磁感应强度沿半径方向与被加速离子的能量同步增长 ， 使离子的回旋频率在加速过程中始终保持 恒定的回旋加速器 。 ３ ． ２ ． ４ 扇形聚焦回旋加速器 　 狊犲犮狋狅狉犳狅犮狌狊犲犱犮狔犮犾狅狋狉狅狀 磁场强度随方位角变化的回旋加速器 　 ａｚｉｍｕｔｈａｌｌｙｖａｒｙｉｎｇｆｉｅｌｄｃｙｃｌｏｔｒｏｎ ； ＡＶＦ 采用扇形磁极产生方位角调变磁场 ， 保持严格谐振加速以提高加速粒子能量的一种等时性回旋加 速器 。 　　 注 ： 扇形聚焦回旋加速器是等时性回旋加速器的主要形式 。 根据不同的扇形磁极 ， 扇形聚焦回旋加速器又可分为 托马斯型回旋加速器 （ ３．２．５ ）、 螺旋形回旋加速器 （ ３．２．６ ）、 分离扇回旋加速器 （ ３．２．７ ）。 １ 犌犅 ／ 犜 ４０６１８ — ２０２１ ３ ． ２ ． ５ 托马斯型回旋加速器 　 犜犺狅犿犪狊犮狔犮犾狅狋狉狅狀 采用直边扇形磁极垫片产生磁场的方位角调变的扇形聚焦回旋加速器 。 ３ ． ２ ． ６ 螺旋形回旋加速器 　 狊狆犻狉犪犾犮狔犮犾狅狋狉狅狀 采用螺旋扇形磁极来产生磁场的方位角调变的扇形聚焦回旋加速器 。 ３ ． ２ ． ７ 分离扇回旋加速器 　 狊犲狆犪狉犪狋犲犱狊犲犮狋狅狉犮狔犮犾狅狋狉狅狀 由若干独立的扇形磁极提供聚焦力的回旋加速器 。 ３ ． ２ ． ８ 固定磁场交变梯度加速器 　 犳犻狓犲犱犳犻犾犲犱犪犾狋犲狉狀犪狋犻狀犵犵狉犪犱犻犲狀狋 ； 犉犉犃犌 采用磁场梯度交替排列 、 强度不随时间变化的磁铁的回旋加速器 。 ３ ． ２ ． ９ 紧凑型回旋加速器 　 犮狅犿狆犪犮狋犮狔犮犾狅狋狉狅狀 磁极和铁轭一体化 、 深谷区 、 磁极间隙沿径向变化的一类结构紧凑的回旋加速器 。 ３ ． ３ 　 按主线圈分类 ３ ． ３ ． １ 常导回旋加速器 　 狀狅狉犿犪犾犮狅狀犱狌犮狋犻狀犵犮狔犮犾狅狋狉狅狀 主线圈是常温下工作导体的回旋加速器 。 ３ ． ３ ． ２ 超导回旋加速器 　 狊狌狆犲狉犮狅狀犱狌犮狋犻狀犵犮狔犮犾狅狋狉狅狀 主线圈是超导线圈的回旋加速器 。 ３ ． ４ 　 按加速粒子种类分类 ３ ． ４ ． １ 电子回旋加速器 　 犿犻犮狉狅狋狉狅狀 加速电子的回旋加速器 ， 其加速电场的周期和导向磁场都不随时间变化 ， 每加速一次电子回旋周期 的增量是加速电场周期的整数倍 。 ３ ． ４ ． ２ 质子回旋加速器 　 狆狉狅狋狅狀犮狔犮犾狅狋狉狅狀 加速产生质子的回旋加速器 。 ３ ． ４ ． ３ 重离子回旋加速器 　 犺犲犪狏狔犻狅狀犮狔犮犾狅狋狉狅狀 加速产生重离子的回旋加速器 。 　　 注 ： 重离子通常指质量比氦原子核大的离子 。 ３ ． ４ ． ４ 多粒子回旋加速器 　 犿狌犾狋犻狆犪狉狋犻犮犾犲犮狔犮犾狅狋狉狅狀 加速两个及两个以上种类粒子的回旋加速器 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ４０６１８ — ２０２１ ４ 　 回旋加速器物理 ４ ． １ 　 束流物理 ４ ． １ ． １ 相对原子质量 　 狉犲犾犪狋犻狏犲犪狋狅犿犻犮犿犪狊狊 原子量 　 ａｔｏｍｉｃｗｅｉｇｈｔ 某一原子的质量与一个碳 １２ 原子质量 １ ／ １２ 的比值 。 ４ ． １ ． ２ 静质量 　 狉犲狊狋犿犪狊狊 速度为零时粒子的质量 。 ４ ． １ ． ３ 静 （ 质 ） 能 　 狉犲狊狋犲狀犲狉犵狔 静止物体具有的固有能量 ， 其值等于静质量与光速平方的乘积 。 ４ ． １ ． ４ 动能 　 犽犻狀犲狋犻犮犲狀犲狉犵狔 物体由于运动而具有的能量 。 ４ ． １ ． ５ 总能量 　 狋狅狋犪犾犲狀犲狉犵狔 静能与动能之和 。 ４ ． １ ． ６ 洛伦兹因子 　 犔狅狉犲狀狋狕犳犪犮狋狅狉 γ 总能量与静能的比值 。 ４ ． １ ． ７ 相对论 （ 性 ） 质量 　 狉犲犾犪狋犻狏犻狊狋犻犮犿犪狊狊 静质量与洛伦兹因子的乘积 。 ４ ． １ ． ８ 单核子平均能量 　 犲狀犲狉犵狔狆犲狉狀狌犮犾犲狅狀 粒子动能与粒子所含核子数的比值 。 　　 注 １ ： 单核子平均能量的单位通常以 ＭｅＶ ／ Ａ 或 ＭｅＶ ／ ｕ 表示 。 　　 注 ２ ： 单核子平均能量通常用 犈 ａｍｕ 表示 ， ｕ 为原子质量单位 （ ａｔｏｍｉｃｍａｓｓｕｎｉｔ ）。 ４ ． １ ． ９ 单电荷态平均能量 　 犲狀犲狉犵狔狆犲狉狌狀犻狋犮犺犪狉犵犲 粒子动能与其电荷态的比值 。 ４ ． １ ． １０ 引出能量 　 犲狓狋狉犪犮狋犻狅狀犲狀犲狉犵狔 加速器引出粒子的动能 。 ４ ． １ ． １１ 能散度 　 犲狀犲狉犵狔犱犻狏犲狉犵犲狀犮犲 ； 犲狀犲狉犵狔狊狆狉犲犪犱 表征束流中粒子能量分散程度的物理量 。 用公式 （ １ ） 表示 ： ３ 犌犅 ／ 犜 ４０６１８ — ２０２１ δε ＝ Δ ε ／ ε ０ …………………………（ １ ） 　　 式中 ： δε ——— 能散度 ； Δ ε ——— 束流能量分布的宽度 ， 通常用半高全宽 （ ＦＷＨＭ ） Δ ε １ ／ ２ 或均方根 Δ ε ＲＭＳ 表示 ； ε ０ ——— 束流流强峰值处所对应的能量 。 ４ ． １ ． １２ 动量 　 犿狅犿犲狀狋狌犿 ； 犻犿狆狌犾狊犲 狆 粒子的相对论质量与速度的乘积 。 用公式 （ ２ ） 表示 ： 狆 ＝ 犿狏 ＝ 犿 ０ γ 狏 …………………………（ ２ ） 　　 式中 ： 犿 ——— 相对论质量 ； 狏 ——— 粒子的速度 ； 犿 ０ ——— 静止质量 ； γ ——— 洛伦兹因子 。 ４ ． １ ． １３ 动量散度 　 犿狅犿犲狀狋狌犿犱犻狏犲狉犵犲狀犮犲 ； 犿狅犿犲狀狋狌犿狊狆狉犲犪犱 表征束团中粒子动量分散程度的物理量 。 ４ ． １ ． １４ 磁刚度 　 犿犪犵狀犲狋犻犮狉犻犵犻犱犻狋狔 粒子在磁场中运动时磁感应强度与粒子回