
【电】 focus magent
assemble; gather
【建】 poly-
bind; bundle; colligate; faggot; fagot; restrain; sheaf; tie; truss
【计】 beam
【医】 beam; bundle; Fasc.; fasciculi; fasciculus; fasicle; tract; tractus
【经】 bundle
magnet
【计】 megnet
【医】 magnet
聚束磁铁(Bunching Magnet)是粒子加速器系统中的关键元件,其核心功能是通过周期性磁场调控带电粒子束的时空分布,使原本分散的粒子形成高密度的紧凑束团。该装置在同步辐射光源、医疗质子治疗设备及高能物理实验中均有广泛应用。
从电磁学原理分析,聚束磁铁通过交变磁场对带电粒子施加洛伦兹力,利用相位聚焦效应修正粒子的纵向运动速度差异。当粒子穿越磁场区域时,前置粒子受到减速力,滞后粒子获得加速力,最终实现束流长度的压缩和粒子密度的提升。这种动力学过程符合《加速器物理基础》(Springer, 2015)中描述的束流加载理论。
典型聚束磁铁采用双周期Halbach磁体阵列设计,包含超导线圈和精密铁芯结构。欧洲核子研究中心(CERN)的技术报告显示,其大型强子对撞机(LHC)使用的聚束磁铁可产生峰值磁场强度达8.3特斯拉,束流压缩效率超过92%。当前技术发展趋势聚焦于高温超导材料应用,美国费米实验室最新研制的紧凑型聚束磁铁已实现体积缩减40%,能耗降低35%的实验数据。
“聚束磁铁”是应用于粒子加速器或束流传输系统中的一种电磁装置,主要用于调控粒子束的时间或空间分布。以下是详细解释:
定义与功能
聚束磁铁(磁聚束器)通过磁场改变带电粒子的运动轨迹,使原本离散的粒子在时间或空间上聚集。其核心作用是补偿因能量差异导致的粒子飞行时间差异,从而减少束流的时间离散性。
工作原理
应用场景
主要用于高能物理实验、同步辐射光源等需要高精度束流的领域,例如:
补充说明
普通磁铁(如马蹄形磁铁)主要通过磁场吸引铁磁性物质,而聚束磁铁更侧重利用磁场对带电粒子的动力学调控,属于特种磁铁的一种。
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