物理回旋加速器練習題

1、回旋加速模型回旋加速模型1正電子發(fā)射計算機斷算機斷層（PET）是分子水平上的人體功能）是分子水平上的人體功能顯像的國的國際領際領先技先技術(shù)，它，它為臨為臨床診斷和治斷和治療提供全新的手段。提供全新的手段。（1）PET在心在心臟疾病疾病診療診療中，需要使用放射正中，需要使用放射正電子的同位素氮子的同位素氮13示蹤示蹤劑，氮，氮13是由小型回旋加速器是由小型回旋加速器輸出的高速出的高速質(zhì)子轟擊轟擊氧16獲得的，反得的，反應中同中同時還產(chǎn)時還

2、產(chǎn)生另一個粒子，生另一個粒子，試寫出該核反核反應方程。方程。（2）PET所用回旋加速器示意如所用回旋加速器示意如圖7.11，其中置于高真空中的，其中置于高真空中的金屬金屬D形盒的半徑形盒的半徑為R，兩盒，兩盒間距為d，在左，在左側(cè)D形盒形盒圓心處放有粒子源放有粒子源S，勻，勻強磁場的磁的磁感應強應強度為B，方向如，方向如圖所示。所示。質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量荷量為q。設質(zhì)設質(zhì)子從粒子從粒子源子源S進入加速入加速電場時電場時的初速度不的初速度

3、不計，質(zhì)子在加速器中運子在加速器中運動的總時間總時間為t（其中已略去了（其中已略去了質(zhì)子在加速子在加速電場電場中的運中的運動時間動時間），），質(zhì)子在子在電場電場中的加速次數(shù)于回旋半周的次數(shù)相同，加速中的加速次數(shù)于回旋半周的次數(shù)相同，加速質(zhì)子時的電壓電壓大小可大小可視為視為不變。求此加速器所需的高。求此加速器所需的高頻電頻電源頻率f和加速和加速電壓電壓U。（3）試推證當時，質(zhì)子在子在電場電場中加速的中加速的總時間總時間相對于在于在dR??

4、D形盒中回旋的形盒中回旋的時間時間可忽略不可忽略不計（質(zhì)子在子在電場電場中運中運動時動時，⑨vndvndt221??在D形盒中回旋的形盒中回旋的總時間為總時間為⑩vRnt??2故，即當，即當時，可以忽略不可以忽略不計。1221???Rdtt?dR??1t2在如在如圖7.12所示的空所示的空間區(qū)域里，區(qū)域里，y軸左方有一勻左方有一勻強電場強電場，場強方向跟方向跟y軸正方向成正方向成60，大小，大小為；y軸CNE100.45??右方有一垂直

5、右方有一垂直紙面向里的勻面向里的勻強磁場，磁感，磁感應強應強度。有。有TB20.0?一質(zhì)子以速度子以速度，由，由x軸上的上的A點（點（10cm，0）沿與）沿與smv100.26??x軸正方向成正方向成30斜向上射入磁斜向上射入磁場，在磁，在磁場中運中運動一段一段時間時間后射入射入電場電場，后又回到磁，后又回到磁場，經(jīng)磁場作用后又射入作用后又射入電場電場。已知。已知質(zhì)子質(zhì)量近似量近似為，電荷，質(zhì)子重力不子重力不kgm27106.1???C