高能加速器

高能物理是当前研究微观世界物质结构的前沿科学,高能物理实验所使用的主要工具是高能加速器。加速器的发展历史还不到半个世纪,但发展速度却十分惊人。四十年代初建成的回旋加速器,其直径不过一米多一些,而七十年代初建成的、目前世界上最大的质子同步加速器,其直径已达两公里,在三十年内增大了一千多倍。以能量来说,早先的回旋加速器只能把质子加速到几MeV(兆电子伏)。而目前最大的高能加速器已可把质子能量加速到500GeV(即5000亿电子伏),提高了差不多十万倍。从这一些对比中可以看出加速器规模变化之大,早先的加速器不过是实验室中的产物,到了现阶段,建造加速器,特别是高能加速器,已经是一项规模十分庞大,要求极为严格的工程建设项目了。     

宇宙加速器

弥漫于整个银河的宇宙射线可归因于多种来源。而来自超新星残余的高能γ射线的发现终于为一种理论提供了具体的证据。     

下一代的加速器

公元前6世纪是一个非常的历史时期,在这一世纪内产生了如此多的哲学天才:中国的老子和孔子、印度的释迦牟尼、波斯的查拉萨斯特拉以及希腊的毕达哥拉斯和赫拉克利特。这些先哲们都认为,用几个简单的基本定律就     

加速器中微子物理

中微子是基本粒子中最为奇特的粒子之一.它不带电,稳定,质量接近于零,自旋为1/2,没有磁矩,以光速运动,属于轻子族,只参与弱相互作用.1930年,泡利为了解决原子核β衰变现象中出现的矛盾首次在理论上引进这种粒子.1933年费密称它为中微子(以ν表示),并提出四费密子相互作用来解释β衰变现象,奠定了弱相互作用的理论基础. 中微子广泛存在于自然界中,但用天然中微子来进行实验是十分困难的.首先,中微子与物质的相互作用极弱,其次,天然的中微子的数量也太少.因此,长期来中微子的存在及其性质都是以间接的方式确定的:从原子核β衰变的β能谱形状可推断中微子的自旋为1/2;从能谱高端的形状可推断中微子质量接近于零.     

《静电加速器》

静电加速器,作为低能原子核物理的一种研究工具和一种幅射源,有其独特的优点和广泛的应用。随着我国原子能科学技术的发展,我国将有越来越多的人接触到静电加速器。本书是一本比较全面系统地介绍和讨论质子静电加速器的专著。作者根据实际工作经验和文献资料,论述了质子静电加速器的各个主要部件的原理、设计以及调整、运行等。自然,本书绝大部分论述也适合于电子静电加速器。全书共分十一章。第一章较详细地介绍了静电加速器的发展过程;第二、三章讨论电场和高电压系统的设计及输电系统,这一部分是静电加速器高电压产生的关键;第四章讨论电压(能量)测量及其稳定;第五章介绍静电加速器最常用的一种离子源     

医用电子加速器进展

随着粒子加速器放射治疗的发展,癌症的治愈率已有所提高,但由于加速器的成本高、单机的能量调节范围小,故广泛使用受到一定限制。《医用电子加速器进展》一文介绍的两种新型的加速器,不论在加速器原理上,还是在实用角度上都具有重要意义。     

高能加速器和对撞机

人类在征服自然的进程中向着两极进军。一方面是探索辽阔无边的宇宙空间,另一方面是穷究物质最细微的组分。关于后一方面的研究,以二十世纪初发现原子的结构作为开端。实验证实了原子核的存在,后来知道,原子核是由总称为核子的质子和中子所组成。进一步的工作就是了解核子本身的结构和核子间相互作用的力场。在观察金属和生物细胞的结构时,我们需要用光学显微镜或电子显微镜。它们最后的分辨本领取决     

在世界上名列前茅的加速器

在芝加哥附近的费米国立加速器实验室,建造了世界上第一台超导加速器,工作能量为900GeV.1986年11月,实现了在1800GeV能区的质子-反质子对撞. 位于加利福尼亚州的斯坦福直线加速器中心,一台新颖的正负电子对撞机业已落成.这台斯坦福直线对撞机(SLC)可以在电子-正电子质心系中达到100GeV的能量,足以直接产生Z粒子. 在日本,一个圆形电子-正电子存储环已在1986年末开始运转.日本国立高能物理实验室(KEK)建造了这台取名为RISTAN(日本加速器交叉     

高能极化离子加速器

《高能极化离子加速器》介绍了一种新的加速器的设计思想和原理。     

加速器中微子束和探测器

中微子是一种不带电的弱作用粒子,它与物质的相互作用极弱,作用截面非常小。过去一直认为这类实验极难实现,产生的作用事例也是很少的。但中微子的作用截面与中微子的能量成正比。如果一方面提高中微子能量,另一方面提高加速器流强和中微子通量,同时又改进探测器的接受度,加大探测器的有效     

从事高能物理研究的加速器

本文简要地评述了从事高能物理研究的工具——粒子加速器,其中包括现存的加速器,也展望了将来的加速器．文章强调了这些加速器所面临的技术上的挑战.全文是将1995年8月5日至9日在汕头召开的第一届国际华人物理学大会上所作的讲演扩充写成的.     

北京大学静电加速器及其应用

加速器在核物理、材料科学、考古等领域都有着广泛应用.北京大学在20世纪90年代左右有3台静电加速器投入运行,分别是1.7 MV串列静电加速器、4.5 MV单级静电加速器和6 MV串列静电加速器. 1.7 MV串列静电加速器配备有高频电荷交换负离子源和铯溅射负离子源,可引出从H到Au之间大部分元素的离子,离子能量从几百keV到若干MeV,主要开展室温及高温离子辐照实验、背散射和沟道分析等离子束分析工作.近年,利用离子辐照束线在核材料研究等方面取得了许多重要科研成果. 4.5 MV静电加速器端电压在0.7～3.8 MV连续可调,主要加速氢/氦同位素离子,并可通过辐照靶材料产生准单能直流/脉冲中子场.该中子场主要应用于(n, α)核反应截面的测量.近年,基于4.5 MV静电加速器建立了综合离子束分析系统,可进行卢瑟福背散射、核反应分析和粒子诱发X射线分析3种离子束分析方法的综合应用.利用该方法,对Fe合金样品中杂质元素的含量和部分元素的深度分布进行了测量. 6 MV EN串列加速器是牛津大学赠于北京大学,为许多基础和应用研究提供了支持,其主要用于加速器质谱、离子辐照以及离子束分析工作,也可以...     

高能物理中的非加速器实验

高能物理的同义词是基本粒子物理.在这个学科中有很多令人感兴趣的新领域,并不需要高能的大型加速器.在高能物理学中,一个目前尚小、但正在增加的部分,就是进行与基本粒子相关联的非加速器实验. 这类实验之一,是探测自由质子的自发衰变.企图统一强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的大统一理论预言,夸克和轻子并非绝对不变,而有可能由一种形式变为另一种形式,尽管其变化速度极为缓慢.这种假设的必然结果就是,质子也是不稳定的,会通过自发的放射性衰变而成为一个正电子(即带正电荷的电子)和一个介子.这个理论断言:质子的寿命大约为1030年.换言之,如果对     

我国最大的串列加速器

坐落在北京西郊中国原子能科学研究院内的HI-13串列加速器是我国最大的串列加速器。目前,利用这一加速器已取得了令人瞩目的科研成果。     

粒子物理及高能加速器的未来——新原理加速器能行吗?

新原理加速器是否将代替现有加速器？这一问题近来得到社会的广泛关注.本文介绍了粒子物理的发展目标及相应手段,新原理加速器的发展现状、问题、特点和趋势,给出了粒子物理、高能加速器及新原理加速器未来发展的个人见解.     

应用加速器进行放射性同位素年代测定

一种新的检测技术有可能对放射性同位素年代测定领域产生革命性影响.这种新技术是在过去二年半里发展起来的,它将样品电离后,使用加速器把离子加速到高能,高能离子经过选择和鉴别,记录出束流中全部或大部分的放射性同位素离子数目.与标准衰变法相比,这种新的“直接测定法”有高得多的灵敏度,因为衰变法只记录占原子数目中很小部分的衰变原子数.同时,新方法取样量小,但是却可测得更古老的年代. 目前的~(14)C实验室里所用的标     

兰州重离子加速器建成出束

一 随着重离子物理研究的深入发展,我所提出了建造兰州重离子研究装置(HIRFL)计划,被国家批准实施。该装置由原1.5m经典迴旋加速器改建成1.7m扇型聚焦等时性迴旋加速器(SFC)作为注入器,新建一台     

世界上最大粒子加速器探秘

要看肉眼看不到的粒子,我们首先想到的办法是什么?是显微镜、电子显微镜或原子力显微镜。没错,要看清肉眼看不清的粒子,就得靠显微镜。但要了解它们的性质,就得修建庞大的仪器,粒子加速器就是这样一种大型仪器。     

强流回旋加速器技术的研究进展

简要介绍了强流质子加速器的若干个主要应用领域, 并比较了目前国内外各类质子加速器的发展状况, 列举了有代表性的加速器技术指标. 在此基础上, 总结强流回旋加速器的技术特点, 介绍了中国原子能科学研究院的强流加速器研究与发展的三个主要阶段. 最后, 重点介绍了我们目前正在研究的一些强流回旋加速器关键技术及研究进展.