電子感應(yīng)加速器，它利用非靜電力加速，并且并不需要設(shè)備具有很大的尺寸就能實(shí)現(xiàn)粒子的高速加速。

一、渦旋電場(chǎng)

磁場(chǎng)的變化會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)，感應(yīng)電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的基本性質(zhì)有本質(zhì)的不同：

1.靜電場(chǎng)是有源的，必須有靜電荷的存在，而感應(yīng)電場(chǎng)是無(wú)源的

2.靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)不是閉合的，起始于正電荷終止于負(fù)電荷，而感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)是閉合曲線(xiàn)，無(wú)頭無(wú)尾

3.靜電場(chǎng)有電勢(shì)的概念，不同位置有不同的電勢(shì)，而感應(yīng)電場(chǎng)沒(méi)有電勢(shì)的概念，因?yàn)檠亻]合回路回到原點(diǎn)電場(chǎng)力做功不為零。

由于感應(yīng)電場(chǎng)的這些性質(zhì)，人們描述其電場(chǎng)線(xiàn)就采用一系列無(wú)頭無(wú)尾的同心圓閉合曲線(xiàn)，看起來(lái)像漩渦一樣，所以把這種電場(chǎng)稱(chēng)為渦旋電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度也同樣用字母E表示，方向同感應(yīng)電流的方向，大小與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比，其對(duì)所在同心圓的線(xiàn)積分等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

二、電子感應(yīng)加速器

電子感應(yīng)加速器的基本原理是利用變化的磁場(chǎng)所激發(fā)的渦旋電場(chǎng)來(lái)加速電子

在電磁鐵的兩極間有一環(huán)形真空室，電磁鐵上繞有通電線(xiàn)圈，通過(guò)控制線(xiàn)圈上的交變電流，就可以在兩極間產(chǎn)生一個(gè)由中心向外逐漸減弱的交變磁場(chǎng)，這個(gè)交變磁場(chǎng)就會(huì)在真空環(huán)形室中產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)，如圖中虛線(xiàn)所示。如果此時(shí)向真空室中沿渦旋電場(chǎng)線(xiàn)切線(xiàn)方向注入電子，電子將受到渦旋電場(chǎng)的作用而加速，同時(shí)受到磁場(chǎng)的洛倫茲力而做圓周運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

R=mv/Be

為了使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡在固定軌道上，即半徑R不變，就必須使磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電子速度v的變化保持同步

三、幾點(diǎn)說(shuō)明

1.進(jìn)一步的推導(dǎo)表明：軌道半徑處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率必須是軌道所圍圓面積內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度平均值B’變化率的一半，所以會(huì)看到加速器環(huán)形真空室兩極間的間隙從中心向外逐漸增大;

2.實(shí)際使用中，加在線(xiàn)圈上的電流是正弦信號(hào)，所以渦旋電場(chǎng)的方向也是隨時(shí)間改變的，對(duì)于正弦信號(hào)來(lái)講，只有在第一個(gè)四分之一周期和第四個(gè)四分之周期內(nèi)電流是增大的，此時(shí)渦旋電場(chǎng)是正向的，對(duì)電子有加速作用，而在另一半周期內(nèi)，線(xiàn)圈電流是減小的，產(chǎn)生的渦旋電場(chǎng)是負(fù)向的，對(duì)電子是減速的，所以實(shí)際上，通常在第一個(gè)四分之一周期內(nèi)就必須把電子導(dǎo)出。

四、小結(jié)

通過(guò)控制磁場(chǎng)的變化率可以實(shí)現(xiàn)加速半徑為任意設(shè)定值，使得設(shè)備尺寸得以便于設(shè)計(jì)。