什么是電子加速器？電子加速器的分類、原理及發展歷程一覽

電子加速器定義

電子加速器一種使用人工方法產生高能量的電測裝置，原理是使電子在真空中受到磁場力控制、電場力加速而產生高能量。

電子加速器分類

電子加速器根據能量等級可細分為四類，各能量等級所對應的應用領域也不同，超高能領域多應用于醫療與工業無損探測領域，低能至高能則主要應用于輻照加工領域。

低能加速器：能量等級在0.3MeV以下，一般是直流高壓型;特點是無加速管與掃描裝置，主要機型為電子簾加速器，體積小、結構簡單;應用領域為涂層固化、薄膜和片材的輻照加工領域。

中能加速器：能量等級是0.3-5MeV;主機為圓柱形掃描加速器，代表機型為高頻高壓加速器/地那米加速器;主要用于電線電纜、發泡材料、熱縮材料、橡膠的輻照加工領域。

高能加速器：能量等級為5-10MeV;類型主要為電子直線加速器，應用范圍廣，主要用于醫療用輻射消毒放射性治療、食品保鮮、食品檢驗檢疫、復合材料.固化、環境保護領域。

超高能加速器：能量等級在10MeV以上，多應用于醫療領域，射線穿透性較強，主要用于工業無損探測、放射性治療、核醫藥制藥等領域。

除以能量等級分類外，電子加速器還可根據機型分為DD型(高頻高壓型加速器 )，DG(諧 振變壓器型加速器 )，DZ型(行波和駐波電子直線加速器 )，Rhodotron型(梅花瓣型加速器)，DZL型(電子簾加速器)。

電子加速器原理

運作原理：通過將帶電粒子引入人工控制的電場內，在電磁力或電位場的作用下加速至預定能量值后，將所得特定能量等級的電子束流(β 射線)應用于指定物質上的裝置，電磁場的作用下，垂直于粒子運動方向的磁場產生洛倫茲力，電場力將粒子勢能轉換為動能。左圖為其原理圖，上下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間為環形真空室，電磁鐵線圈電流的方向按圖示方向逐漸增加，根據楞次定律，產生順時針方向的感生電場，使電子沿逆時針方向加速運動。

控制原理：用交變電場勵磁產生交變磁場，再由交變磁場激勵起交變的渦旋電場，1/4個周期內電子可以沿平衡軌道旋轉并加速，從而獲得能量。

電子加速器發展歷程

國際歷程：1932年，柯克羅夫特與沃爾頓建成世界上第一臺直流加速器。同年，勞倫斯建成回旅加速器，并產生出人工放射性同位素。

1940年，美國科學家科斯特研制出世界上第一個電子感應加速器，其能量可達100MeV。

1960年，加速器發展進入新紀元，陶歇克建成直徑約1米的AdA對撞機，對撞機已經能把產生高能反應的等效能量從1TeV提高到10 ~ 1000TeV。

2010年，輻照加工、放射性治療、藥制造等應用相繼出現,逐漸形成技術完善。

國內歷程：1958年- 1980年，中國電子加速器處于起步階段，由于經濟原因與歷史原因，中國電子加速器主要發展應用型，發展較為緩慢。

1980年-2011年，受資金支持，大型粒子對撞機等高能加速器成功研發。

2011年-2020年，在政府引導、市場驅動和技術推動下，電子加速器行業迎來了高速發展期。

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參考資料

《頭豹：2021年中國電子加速器研究報告(42頁).pdf》

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《【公司研究】2020年中廣核技企業實行A+戰略促進電子加速器業務發展深度研究報告(19頁).pdf》