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把分子加速射出的儀器叫什麼

發布時間:2022-12-22 03:37:02

㈠ 什麼是粒子束武器

粒子束武器是利用高能強流亞原子束摧毀敵方飛機、導彈、衛星等飛行器或使之失效的一種定向能武器。它分為在大氣層使用的帶電粒子束武器和在外層空間使用的中性粒子束武器。主要由粒子源、粒子加速器和探測、瞄準跟蹤、指揮、通信等設備組成。它的特點是:能量高度集中,束流穿透力強,脈沖發射頻率高,能快速改變發射方向。它主要靠粒子束流使飛行器的結構和材料破壞、電子設備失效,從這些飛行在天空的「鋼堡」的內部攻破。

早在20世紀40年代,有些國家就開始探索這種武器,但由於加速器產生的速流功率不高等原因而中斷。20世紀50年代末,美國和蘇聯等國又重新研究,取得較大進展。粒子發生器產生的粒子集束成束狀流,並通過加速器把它加速到每秒數萬千米乃至接近光速。

粒子束武器可分為三類:一是射出的粒子束中帶有電荷的,叫帶電粒子束武器;二是帶電粒子束中加入離子的,叫離子束武器;三是粒子束中不帶電荷和離子的,則叫中性粒子束武器。粒子束武器與激光武器、微波武器通稱為「定性高能武器」,又稱「定向能」武器。

㈡ 粒子加速器

粒子加速器(particle accelerator)是用人工方法產生高速帶電粒子的裝置。是探索原子核和粒子的性質、內部結構和相互作用的重要工具,在工農業生產、醫療衛生、科學技術等方面也都有重要而廣泛的實際應用。自E.盧瑟福1919年用天然放射性元素放射出來的a射線轟擊氮原子首次實現了元素的人工轉變以後,物理學家就認識到要想認識原子核,必須用高速粒子來變革原子核。天然放射性提供的粒子能量有限,只有幾兆電子伏特(MeV),天然的宇宙射線中粒子的能量雖然很高,但是粒子流極為微弱,例如能量為10^14電子伏特( eV )的粒子每小時在 1平方米的面積上平均只降臨一個,而且無法支配宇宙射線中粒子的種類、數量和能量,難於開展研究工作。因此為了開展有預期目標的實驗研究,幾十年來人們研製和建造了多種粒子加速器,性能不斷提高。在生活中,電視和X光設施等都是小型的粒子加速器。

應用粒子加速器發現了絕大部分新的超鈾元素和合成的上千種新的人工放射性核素,並系統深入地研究原子核的基本結構及其變化規律,促使原子核物理學迅速發展成熟起來;高能加速器的發展又使人們發現包括重子、介子、輕子和各種共振態粒子在內的幾百種粒子,建立粒子物理學。近20多年來,加速器的應用已遠遠超出原子核物理和粒子物理領域,在諸如材料科學、表面物理、分子生物學、光化學等其它科技領域都有著重要應用。在工、農、醫各個領域中加速器廣泛用於同位素生產、腫瘤診斷與治療、射線消毒、無損探傷、高分子輻照聚合、材料輻照改性、離子注入、離子束微量分析以及空間輻射模擬、核爆炸模擬等方面。迄今世界各地建造了數以千計的粒子加速器,其中一小部分用於原子核和粒子物理的基礎研究,它們繼續向提高能量和改善束流品質方向發展;其餘絕大部分都屬於以應用粒子射線技術為主的「小」型加速器。

粒子加速器的結構

粒子加速器的結構一般包括 3個主要部分 :①粒子源,用以提供所需加速的粒子,有電子、正電子、質子、反質子以及重離子等等。②真空加速系統,其中有一定形態的加速電場,並且為了使粒子在不受空氣分子散射的條件下加速 ,整個系統放在真空度極高的真空室內。③導引、聚焦系統,用一定形態的電磁場來引導並約束被加速的粒子束,使之沿預定軌道接受電場的加速。所有這些都要求高、精、尖技術的綜合和配合。

加速器的效能指標是粒子所能達到的能量和粒子流的強度(流強)。按照粒子能量的大小,加速器可分為低能加速器(能量小於10^8eV)、中能加速器(能量在10^8~10^9eV)、高能加速器(能量在10^9~10^12eV)和超高能加速器(能量在10^12eV以上)。目前低能和中能加速器主要用於各種實際應用。

粒子加速器的分類

粒子加速器按其作用原理不同可分為靜電加速器、直線加速器、迴旋加速器、電子感應加速器、同步迴旋加速器 、對撞機等。

1929年,英國物理學家科克羅夫特和沃爾頓一起,設計製造出了一個「電壓倍加器」,從而製造出了世界上第一台增加質子能量的裝置,他們把它叫做「靜電粒子加速器」。這台加速器利用高電壓,能把質子加速到將近40萬電子伏的能量,便鋰原子發生了核分裂,從而首次用人造粒子炮彈實現了核分裂。為經,科克羅夫特和沃爾頓一起獲得了1951年的諾貝爾物理學獎。但是不久,人們就發現靜電粒子加速器在電壓太高時會產生巨大的電火花。這樣,要再進一步增大粒子炮彈的能量就不可能了。

然而,正是在首創的「靜電粒子加速器」的基礎上,科學家們不斷努力探索,後來又研製成功了直線粒子加速器、迴旋粒子加速器、同瞳迴旋加速器、質子同瞳加速器等更高能量的粒子加速器。其中,環形加速器和直線加速器的兩種基本型式。

環形加速器

被加速的粒子以一定的能量在一圓形結構里運動,粒子運行的圓形軌道是由磁偶極(dipole magnet)所控制。和直線加速器(Linac)不一樣,環形加速器的結構可以持續地將粒子加速,粒子會重復經過圓形軌道上的同一點。但是粒子的能量會以同步輻射方式發散出去。

同步輻射是當任何帶電粒子加速時,所發出的一種電磁輻射。粒子在圓形軌道里運動時都有一個向心加速度,會讓粒子持續輻射。此時必須提供電場加速以補充所損失的能量。同步輻射是一種高功率的輻射,加速器將電子加速以產生同相位的X光。

除了加速電子以外也有些加速器加速較重的離子,如質子,以運作更高的能量領域的研究。譬如高能物理對於誇克及膠子的研究分析。

最早的環形加速器為 粒子迴旋加速器,1912年由 恩奈斯特•勞倫斯(en:Ernest O. Lawrence)所發明。粒子迴旋加速器有一對半圓形(D形)的中空盒子,以固定頻率變換電場,用以加速帶電粒子;以及一組磁偶極提供磁場使運動粒子轉彎。帶電粒子從盒子的圓心地方開始加速,然後依螺旋狀軌跡運動至盒子邊緣。

粒子迴旋加速器有其能量限制,因為特殊相對論效應會使得高速下的粒子質量改變。粒子的核質比與迴旋頻率間的關系因此改變,許多參數需重新計算。當粒子速度接近光速時,粒子迴旋加速器需提供更多的能量才有可能讓粒子繼續運行,而這時可能已經達到粒子迴旋加速器機械上的極限。

當電子能量到達約十個百萬電子伏特(10 MeV)時,原本的粒子迴旋加速器無法對電子再做加速。必須用其它方法,如 同步粒子迴旋加速器和 等時粒子迴旋加速器的使用。這些加速器適用於較高的能量,而不用於較低的能量。

如果要到達更高的能量,約十億電子伏特(billion eV or GeV),必須使用同步加速器。同步加速器將粒子置於環形的真空管中,稱為儲存環。儲存環有許多的磁鐵裝置用以聚焦粒子以及讓粒子在儲存環中轉彎,用微波(高頻) 共振腔提供電場將粒子加速。

直線加速器

帶電粒子在直線中加速,運行到加速器的末端。較低能量的加速器例如陰極射線管及X光產生器,使用約數千伏特的直流電壓(DC)差的一對電極板。在X光產生器的靶本身是其中一個電極。

較高能的直線加速器使用在一直在線排列的電極板組合來提供加速電場。當帶電粒子接近其中一個電極板時,電極板上帶有相反電性的電荷以吸引帶電粒子。當帶電粒子通過電極板時,電極板上變成帶有相同電性的電荷以排斥推動帶電粒子到下一個電極板。所以帶電粒子束加速時,必須小心控制每一個板上的交流(AC)電壓,讓每一個帶電粒子束可以持續加速。
當粒子接近光速時,電場的轉換速率必須變得相當高,須使用微波(高頻) 共振腔來運作加速電場。

粒子加速器的能量

從20世紀30年代到50年代後半期的20年時間里,加速器的能量增加了幾百倍到幾千倍。這是因為要發現基本粒子。除了到宇宙線中去尋找外,就得到原子核內部去尋找。原子核內部存在非常強大的作用力,把基本粒子緊緊地結合在一起,因此研究基本粒子需要很大的能量。隨著加速器能量的增加,在實驗室中所發現的基本粒子數目也增多了。

現在,粒子加速器的規模已有小於一個大型機器製造廠,其用電量相當於一個中等城市,工作人員可達數千人,有宇宙粒子製造廠之稱。但是,盡管今日粒子加速器能量已經夠大的了,可它仍然遠遠不能適應探索原子奧秘的要求,因此隨著人們對原子奧秘探索的深入,粒子加速器仍會為斷地改進。

粒子加速器的發展

粒子加速器最初是作為人們探索原子核的重要手段而發展起來的。其發展歷史概括如下;
1919年,盧瑟福用天然放射源實現了歷史上第一個人工核反應,激發了人們用快速粒子束變革原子核的強烈願望。

1928年,伽莫夫關於量子隧道效應的計算表明,能量遠低於天然射線的α粒子也有可能透入原子核內。該研究結果進一步增強了人們研製人造快速粒子源的興趣和決心。

1932年,J.D.考克饒夫特(John D. Cockroft)和E.T.瓦爾頓(Earnest T. S. Walton)在England的 Cavendish 實驗室開發製造了700kV高壓倍加速器加速質子,即Cockroft-Walton 加速器,實現了第一個由人工加速的粒子引起的Li(p,α)He核反應。由多級電壓分配器(multi-step voltage divider )產生恆定的梯度直流電壓,使離子進行直線加速。

1930年,Earnest O. Lawrence製作了第一台迴旋加速器,這台加速器的直徑只有10cm。隨後,經M. Stanley Livingston資助,建造了一台25cm直徑的較大迴旋加速器,其被加速粒子的能量可達到1MeV。幾年後,他們用由迴旋加速器獲得的4.8MeV 氫離子和氘束轟擊靶核產生了高強度的中子束,還首次生產出了24Na、32P和131I等人工放射性核素。

1940 由 D. W. Kerst 利用電磁感應產生的渦旋電場發明了新型的加速電子電子感應加速器(Betatrons)。它是加速電子的圓形加速器。與迴旋加速器的不同之處是通過增加穿過電子軌道的磁通量(magnetic flux )完成對電子的加速作用,電子在固定的軌道中運行。在該加速器中,必須和處理電子的相對論作用一樣來處理由輻射而丟失的能量。所有被加速的粒子輻射電磁能,並且在一定動能范圍內,被加速電子的輻射損失能量比質子的多。這種丟失的輻射能稱同步加速輻射。因此,電子感應加速器的最大能量限制在幾百MeV內。

在研製電子感應加速器的過程中提出了電子的振盪理論,並解決了帶電粒子在加速過程中的穩定性問題,該理論適用於各種類型的梯度磁場聚焦的加速器。因此,在加速器的發展歷史上,該加速器起了重要的作用。

電子感應加速器除了主要用於產生的γ射線做核反應等方面的應用外,還廣泛用於工業和醫療方面:如無損探傷、工業輻照、放射治療等。

1945年,V•.I• 維克斯勒爾和.E.M.麥克米倫分別提出了諧振加速中的自動穩相原理,從理論上提出了突破迴旋加速器能量上限的方法,從而推動了新一代中高能迴旋諧振式加速器如電子同步加速器、同步迴旋加速器和質子同步加速器等的建造和發展。

中國三大高能物理研究裝置---中國的粒子加速器
80年代,我國陸續建設了三大高能物理研究裝置――北京正負電子對撞機、蘭州重離子加速器和合肥同步輻射裝置。為什麼國家要花費如此巨資,建設這三大高能物理研究裝置呢?

中國科技大學同步輻射加速器實驗室隨著科學技術的發展,人類對物質結構的認識是從一開始看到身邊的各種物質逐漸發展到藉助放大鏡、顯微鏡、直到後來的粒子加速器、電子對撞機等,逐步深入到細胞、分十、原子和原子核深層次,每深入一步都會帶來巨大的社會效益和經濟效益。原子核及其核外電子的發現,帶動了無線電、半導體、電視、雷達、激光、 X光的發展,而近幾十年對原子核的研究,則為原子能的利用奠定了理論基礎。

要想了解物質的微觀結構,首先要把它打碎。粒子加速器就是用高速粒子去「打碎」被測物質,讓正負電子在運動中相撞,可以使物質的微觀結構產生最大程度的變化,進而使我們了解物質的基本性質。

北京正負電子對撞機

北京正負電子對撞機是一台可以使正、負兩個電子束在同一個環里沿著相反的方向加速,並在指定的地點發生對頭碰撞的高能物理實驗裝置。由於磁場的作用,正負電子進入環後,在電子計算機控制下,沿指定軌道運動,在環內指定區域產生對撞,從而發生高能反應。然後用一台大型粒了探測器,分辨對撞後產生的帶電粒千及其衍變產物,把取出的電子信號輸入計算機進行處理。它始建於1984年10月7日,1988年10月建成,包括正負電子對撞機、北京譜儀(大型粒子探測器)和北京同步輻射裝置。

北京正負電子對撞機的建成,為我國粒子物理和同步輻射應用研究開辟了廣闊的前景。它的主要性能指標達到80年代國際先進水平,一些性能指標迄今仍然是國際同類裝置的最好水平。
蘭州重離子加速器

蘭州重離子加速器蘭州重離子加速器是我國自行研製的第一台重離子加速器,同時也是我國到目前為止能量最高、可加速的粒子種類最多、規模最大的重離子加速器,是世界上繼法國、日本之後的第三台同類大型迴旋加速器,1989年H月投入正式運行,主要指標達到國際先進水平。中科院近代物理研究所的科研人員以創新的物理思想,利用這台加速器成功地合成和研究了10餘種新核素。

合肥同步輻射裝置

合肥國家同步輻射實驗室直線加速器 合肥同步輻射裝置主要研究粒子加速器後光譜的結構和變化,從而推知這些粒子的基本性質。它始建於1984年4月,1989年4月26日正式建成,迄今已建成5個實驗站,接待了大量國內外用戶,取得了一批有價值的成果。

中國科學技術大學同步輻射加速器實驗室1989年4月提前建成並調試出束。

激光粒子加速器

美國科學家Tomas Plettner在近日出版的《物理評論快報》上報告,他和斯坦福大學、斯坦福線形加速器中心(SLAC)的同事一起,用一種波長800納米的商用激光調節真空中運行的電子的能量,獲得了和每米遞減4千萬伏的電場一樣的調制效果。這一技術有望發展成新型激光粒子加速器,用來將粒子加速到Tev(萬億電子伏)的量級。

傳統的加速器必須做成幾百米甚至更長的龐然大物,以將粒子能量提升到粒子物理學家所需的程度。最近幾年來,科學家發展出一種主要基於激光等離子體的技術,可獲得比傳統加速器更高的加速梯度,從而為縮短加速度的長度帶來可能。然而,之前的一些技術往往導致同步加速器的輻射損失或降低粒子束的質量,限制了其對粒子物理學家的吸引力。

斯坦福大學研究小組開發的新方法,在用激光束加速的同時,施加一個和激光同向的縱向電場,形成疊加的加速效果。電子獲得的能量自然等於縱向電場和激光束單獨作用施加能量之和。該裝置在真空中加速電子,而不是在復雜得多的等離子體環境中。

在自然空間,激光的相位速度——單一波長光的傳播速度——比電子的速度低,因此不會影響加速效果。然而,Plettner和同事現在用一種鍍金的帶狀聚合物,在電子束和光束互相作用的點上設置一條「邊界線」;該線減輕了電子束和光束之間的相互影響,使兩者之間產生電子加速所需的能量交換,從而克服了這個問題。

「這項工作最初、最主要的動機是想探索開發粒子加速器的可能性,從而把現有直線加速器的長度縮減一個數量級。」Plettner說,「這將導致碰撞能達1Tev甚至更高的『緊湊』型高亮度輕子碰撞的出現。」據悉,新方法還可能導致小型X射線源技術的發展。

㈢ 迴旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的儀器,其核心部分是兩個D形金屬扁盒,兩盒分別和一高頻

(1)加速器由D形盒盒間縫隙組成,盒間縫隙對粒子加速有有電場,D形盒起到讓粒子旋轉再次通過盒間縫隙進行加速,
要做勻速圓周運動,沒有電場. 則有電場只存在於兩盒之間,而盒內無電場
(2)粒子在磁場中只受洛倫茲力作用,洛倫茲力始終與速度垂直,粒子做勻速圓周運動
(3)粒子速度增加則半徑增加,當軌道半徑達到最大半徑時速度最大
由R=
mv
Bq
得V max =
Bq R max
m

則其最大動能為:E kmax =
1
2
mv 2 max =
B 2 q 2
R 2max
2m

答:(1)盒內無電場.
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動
(3)最大速度為V max =
Bq R max
m
,最大動能為:E kmax =
1
2
mv 2 max =
B 2 q 2
R 2max
2m

㈣ 激光是怎麼產生的光子,電子,分子,離子,原子,粒子的概念是什麼

激光(Laser),它指通過受激輻射放大和必要的反饋,產生準直、單色、相乾的光束的過程及儀器.而基本上,產生激光需要"共振腔"(resonator)、"增益介質"(gain medium)以及"激發來源"(pumping source)這三個要素.
原理
原子的運動狀態可以分為不同的能級,當原子從高能級向低能級躍遷時,會釋放出相應能量的光子(所謂自發輻射).同樣的,當一個光子入射到一個能級系統並為之吸收的話,會導致原子從低能級向高能級躍遷(所謂受激吸收);然後,部分躍遷到高能級的原子又會躍遷到低能級並釋放出光子(所謂受激輻射).這些運動不是孤立的,而往往是同時進行的.當我們創造一種條件,譬如採用適當的媒質、共振腔、足夠的外部電場,受激輻射得到放大從而比受激吸收要多,那麼總體而言,就會有光子射出,從而產生激光.
分類
根據產生激光的媒質,可以把激光器分為液體激光器、氣體激光器和固體激光器等.而現在最常見的半導體激光器算是固體激光器的一種.
構成
激光器大多由激勵系統、激光物質和光學諧振腔三部分組成.激勵系統就是產生光能、電能或化學能的裝置.目前使用的激勵手段,主要有光照、通電或化學反應等.激光物質是能夠產生激光的物質,如紅寶石、鈹玻璃、氖氣、半導體、有機染料等.光學諧振控的作用,是用來加強輸出激光的亮度,調節和選定激光的波長和方向等.
應用
激光應用很廣泛,主要有 fiber communication,激光測距、激光切割、激光武器、激光唱片等等
歷史
1958年,美國科學家肖洛和湯斯發現了一種神奇的現象:當他們將內光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時,晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光.根據這一現象,他們提出了"激光原理",即物質在受到與其分子固有振盪頻率相同的能量激勵時,都會產生這種不發散的強光--激光.他們為此發現了重要論文.
肖洛和湯斯的研究成果發表之後,各國科學家紛紛提出各種實驗方案,但都未獲成功.1960年5月15日,美國加利福尼亞州休斯實驗室的科學家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光,這是人類有史以來獲得的第一束激光,梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實用領域的科學家.
1960年7月7日,梅曼宣布世界上第一台激光器由誕生,梅曼的方案是,利用一個高強閃光燈管,來刺激在紅寶石色水晶里的鉻原子,從而產生一條相當集中的纖細紅色光柱,當它射向某一點時,可使其達到比太陽表面還高的溫度.
前蘇聯科學家H.Γ.巴索夫於1960年發明了半導體激光器.半導體激光器的結構通常由P層、N層和形成雙異質結的有源層構成.其特點是:尺寸小,耦合效率高,響應速度快,波長和尺寸與光纖尺寸適配,可直接調制,相乾性好.
光子:原始稱呼是光量子(light quantum),電磁輻射的量子,傳遞電磁相互作用的規范粒子,記為γ.其靜止質量為零,不帶電荷,其能量為普朗克常量和電磁輻射頻率的乘積,E=hv,在真空中以光速c運行,其自旋為1,是玻色子
電子:靜止質量為9.109×10^-31kg、電荷為-1.602×10^-19C的穩定基本粒子.在一般情況下是指帶負電荷的負電子.其反粒子是帶正電荷的正電子.
分子:化學上,分子是物質組成的一種基本單位名稱.
離子:帶有電荷的原子或分子,或組合在一起的原子或分子團.帶正電荷的離子稱「正離子」,帶負電荷的離子稱「負離子」.
原子:組成元素的最小單元.由原子核和圍繞原子核運動的電子組成.
粒子:粒子(particle)指能夠以自由狀態存在的最小物質組分.最早發現的粒子是電子和質子,1932年又發現中子,確認原子由電子、質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子.以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構.看來這些粒子並不屬於同一層次,因此基本粒子一詞已成為歷史,如今統稱之為粒子.

㈤ 迴旋加速器的原理是什麼

工作原理:

迴旋加速器使用高頻交流電壓加速帶電粒子束,該交流電壓施加在真空室內的兩個稱為「dees」的空心「D」形金屬片電極之間。dees 面對面放置,它們之間有一個狹窄的間隙,在它們內部形成一個圓柱形空間,供粒子移動。

粒子被注入這個空間的中心。dees 位於一個大電磁鐵的兩極之間,該電磁鐵施加一個垂直於電極平面的靜磁場B。由於洛倫茲力,磁場使粒子的路徑彎曲成一個圓圈垂直於它們的運動方向。

如果粒子的速度是恆定的,它們將在磁場的影響下在凹槽內沿圓形路徑行進。然而,幾千伏的射頻(RF)交流電壓被施加在兩個電極之間。電壓在電極之間的間隙中產生振盪電場,加速粒子。設置頻率,以便粒子在單個電壓周期內形成一個電路。為此,頻率必須與粒子的迴旋共振頻率相匹配。

B是磁場強度,q是粒子的電荷,m是帶電粒子的相對論質量。每次粒子通過另一個電極後,RF 電壓的極性就會反轉。因此,每次粒子穿過從一個深電極到另一個電極的間隙時,電場都會在正確的方向上加速它們。

由於這些推動,粒子的速度增加導致它們在每次旋轉時沿半徑更大的圓移動,因此粒子以螺旋形式移動從中心向外的路徑到dees的邊緣。

當它們到達邊緣時,金屬板上的一個小電壓會使光束偏轉,使其通過它們之間的小間隙離開電極,並擊中位於腔室邊緣出口點的目標,或者通過抽空的迴旋加速器離開迴旋加速器。

光束管擊中遠程目標。目標可以使用各種材料,由於碰撞而產生的核反應會產生次級粒子,這些次級粒子可以被引導到迴旋加速器之外並進入儀器進行分析。

迴旋加速器是第一個「循環」加速器。迴旋加速器設計相對於當時現有的靜電加速器(例如Cockcroft-Walton 加速器和范德格拉夫發電機)的優勢在於,在這些機器中,粒子僅被電壓加速一次,因此粒子的能量等於機器上的加速電壓,它被空氣擊穿限制在幾百萬伏。

相反,在迴旋加速器中,粒子在其螺旋路徑中多次遇到加速電壓,因此被加速多次,因此輸出能量可以是加速電壓的許多倍。

用途

除了生產用於 RUH PET-CT 掃描儀的成像同位素外,該實驗室還承擔動物和人類健康成像和研究以及作物/植物成像和研究。

該設施還是研究開發新化合物(稱為放射性葯物)的場所,可以改進癌症、阿爾茨海默氏症、帕金森氏症和多發性硬化症等疾病的檢測、診斷和治療。通過用放射性同位素標記特定的生物分子,科學家可以根據「標記」分子的吸收方式來追蹤可能導致特定器官疾病的過程。

其他研究領域包括與使用迴旋加速器生產新放射性同位素相關的物理學以及更靈敏的輻射探測器的設計。

來自廣泛學科和行業合作夥伴的學生、教師和研究人員研究復雜問題的解決方案,而衛生專業人員則接受了最先進的成像和治療方案的培訓。

㈥ 高二物理電磁學常見儀器工作原理

質譜儀:質譜儀又稱質譜計。分離和檢測不同同位素的儀器。即根據帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理,按物質原子、分子或分子碎片的質量差異進行分離和檢測物質組成的一類儀器。(http://ke..com/view/127123.htm)
電磁繼電器:電磁繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(又稱輸入迴路)和被控制系統(又稱輸出迴路),通常應用於自動控制電路中,它實際上是用較小的電流。較低的電壓去控制較大電流。較高的電壓的一種「自動開關」。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。(http://ke..com/view/329615.htm)
速度選擇器:質譜儀的重要組成,剔除速度不同的粒子,提高檢測精度。平行板器件中,電場強度E和磁感應強度B相互垂直。 速度選擇器具有不同水平速度的帶電粒子射入後發生偏轉的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來,所以叫做速度選擇器,這是質譜儀的重要組成部分。
迴旋加速器:利用電場使帶電粒子加速,利用磁場使帶電粒子偏轉,若外加交變電壓的頻率和粒子在磁場中做圓周運動的頻率相等時,粒子每一次偏轉進入電場後就可以及時的加速。但由於相對論效應,粒子高速運動時做圓周運動的周期不再保持不變,因而用迴旋加速器加速帶電粒子,使其獲得的能量也是有限的。
這些在網路中均能找到,而且還有圖

㈦ 生物實驗室里加速溶解的儀器有哪些 超聲儀是嗎是的話 是做什麼用的

超聲儀是,用聲波將溶解物細化粉碎。震盪儀,應該叫震盪儀吧,就是震動加速溶解的,具體名字不記得了。另外一些加熱攪拌的設備也可以,其它的不記得了,希望有幫助吧!

㈧ 迴旋加速器是利用較低電壓的高頻電源,使粒子經多次加速獲得巨大速度的一種儀器,工作原理如圖。下列說法

㈨ 氨分子微波激射放大器是什麼時候研製成功的

約翰·彼德遜·戈登(1928~),是哥倫比亞大學的美國物理學家湯斯(1915~)帶的研究生。他們(還有湯斯帶的另一個研究生蔡格)從1951年開始,就在一起研究製造新型微波振盪器——氨分子微波激射放大器。在經過了兩年艱辛,花費了近3萬美元之後,終於取得成功。表達成功後的喜悅,當然應該「激動」一把!

1954年7月,他們正式宣布實驗成功。

㈩ 什麼是質譜儀它的主要功能有哪些

分離和檢測不同同位素的儀器。即根據帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理,按物質原子、分子或分子碎片的質量差異進行分離和檢測物質組成的一類儀器。質譜儀以離子源、質量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離後的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質量分析器。質量分析器是將同時進入其中的不同質量的離子,按質荷比m/z大小分離的裝置。分離後的離子依次進入離子檢測器,採集放大離子信號,經計算機處理,繪製成質譜圖。離子源、質量分析器和離子檢測器都各有多種類型。質譜儀按應用范圍分為同位素質譜儀、無機質譜儀和有機質譜儀;按分辨本領分為高分辨、中分辨和低分辨質譜儀;按工作原理分為靜態儀器和動態儀器。 分離和檢測不同同位素的儀器。儀器的主要裝置放在真空中。將物質氣化、電離成離子束,經電壓加速和聚焦,然後通過磁場電場區,不同質量的離子受到磁場電場的偏轉不同,聚焦在不同的位置,從而獲得不同同位素的質量譜。質譜方法最早於1913年由J.J.湯姆孫確定,以後經 F.W.阿斯頓等人改進完善。現代質譜儀經過不斷改進,仍然利用電磁學原理,使離子束按荷質比分離。質譜儀的性能指標是它的解析度,如果質譜儀恰能分辨質量m和m+Δm,解析度定義為m/Δm。現代質譜儀的解析度達 105 ~106 量級,可測量原子質量精確到小數點後7位數字。 質譜儀最重要的應用是分離同位素並測定它們的原子質量及相對豐度。測定原子質量的精度超過化學測量方法,大約2/3以上的原子的精確質量是用質譜方法測定的。由於質量和能量的當量關系,由此可得到有關核結構與核結合能的知識。對於可通過礦石中提取的放射性衰變產物元素的分析測量,可確定礦石的地質年代。質譜方法還可用於有機化學分析,特別是微量雜質分析,測量分子的分子量,為確定化合物的分子式和分子結構提供可靠的依據。由於化合物有著像指紋一樣的獨特質譜,質譜儀在工業生產中也得到廣泛應用。 固體火花源質譜:對高純材料進行雜質分析。可應用於半導體材料有色金屬、建材部門;氣體同位素質譜:對穩定同位素C、H、N、O、S及放射性同位素Rb、Sr、U、Pb、K、Ar測定,可應用於地質石油、醫學、環保、農業等部門 [編輯本段]有機質譜儀 有機質譜儀基本工作原理:以電子轟擊或其他的方式使被測物質離子化,形成各種質荷比(m/e)的離子,然後利用電磁學原理使離子按不同的質荷比分離並測量各種離子的強度,從而確定被測物質的分子量和結構。 有機質譜儀主要用於有機化合物的結構鑒定,它能提供化合物的分子量、元素組成以及官能團等結構信息。分為四極桿質譜儀、離子阱質譜儀、飛行時間質譜儀和磁質譜儀等。 有機質譜儀的發展很重要的方面是與各種聯用儀(氣相色譜、液相色譜、熱分析等)的使用。它的基本工作原理是:利用一種具有分離技術的儀器,作為質譜儀的"進樣器",將有機混合物分離成純組分進入質譜儀,充分發揮質譜儀的分析特長,為每個組分提供分子量和分子結構信息。 可廣泛用於有機化學、生物學、地球化學、核工業、材料科學、環境科學、醫學衛生、食品化學、石油化工等領域以及空間技術和公安工作等特種分析方面。 [編輯本段]無機質譜儀 無機質譜儀與有機質譜儀工作原理不同的是物質離子化的方式不一樣,無機質譜儀是以電感耦合高頻放電 (ICP)或其他的方式使被測物質離子化。 無機質譜儀主要用於無機元素微量分析和同位素分析等方面。分為火花源質譜儀、離子探針質譜儀、激光探針質譜儀、輝光放電質譜儀、電感耦合等離子體質譜儀。火花源質譜儀不僅可以進行固體樣品的整體分析,而且可以進行表面和逐層分析甚至液體分析;激光探針質譜儀可進行表面和縱深分析;輝光放電質譜儀解析度高,可進行高靈敏度,高精度分析,適用范圍包括元素周期表中絕大多數元素,分析速度快,便於進行固體分析;電感耦合等離子體質譜,譜線簡單易認,靈敏度與測量精度很高。 質譜分析法的特點是測試速度快,結果精確。廣泛用於地質學、礦物學、地球化學、核工業、材料科學、環境科學、醫學衛生、食品化學、石油化工等領域以及空間技術和公安工作等特種分析方面。 [編輯本段]同位素質譜儀 同位素質譜分析法的特點是測試速度快,結果精確,樣品用量少(微克量級)。能精確測定元素的同位素比值。廣泛用於核科學,地質年代測定,同位素稀釋質譜分析,同位素示蹤分析。 [編輯本段]離子探針 離子探針是用聚焦的一次離子束作為微探針轟擊樣品表面,測射出原子及分子的二次離子,在磁場中按質荷比(m/e)分開,可獲得材料微區質譜圖譜及離子圖像,再通過分析計算求得元素的定性和定量信息。測試前對不同種類的樣品須作不同制備,離子探針兼有電子探針、火花型質譜儀的特點。可以探測電子探針顯微分析方法檢測極限以下的微量元素,研究其局部分布和偏析。可以作為同位素分析。可以分析極薄表面層和表面吸附物,表面分析時可以進行縱向的濃度分析。成像離子探針適用於許多不同類型的樣品分析,包括金屬樣品、半導體器件、非導體樣品,如高聚物和玻璃產品等。廣泛應用於金屬、半導體、催化劑、表面、薄膜等領域中以及環保科學、空間科學和生物化學等研究部門。

與把分子加速射出的儀器叫什麼相關的資料

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