1樓：
無非是分為磁場，微波，電場三種加速方式吧？現在看來，磁場迴旋加速器太貴，直線磁力加速器又太長。電場的容易擊穿，也太大。
只有微波的能做小些，但也受功率源制約，日本搞了個超導的糖葫蘆，可能能量比較高。
2樓：許博巖
本學期正好學了加速器物理基礎這門課，按我自己的總結和理解說一下，僅供參考。
加速粒子最容易想到的當然是使用電場。高中物理告訴我們，帶電粒子在電場中的能量，這裡用代表電荷數。根據這個原理就有靜電加速器，主要就是製造乙個電壓很高的靜電場。
比如范德格拉夫起電機這種東西。但是電壓很難公升的特別高，這樣會遇到不少問題，比如空氣擊穿等等。
如果想要加速到更高的能量，可以考慮用乙個有限的電壓加速粒子多次。比如靜電串列加速器，用乙個高壓，粒子運動到中間時反轉粒子的電荷，比如將本來帶正電的粒子變成帶負電的粒子，這樣這個電壓還能在加速一次。
但是串列加速器能夠加速的次數太少，能不能更多呢？高中物理還告訴我們，帶電粒子在均勻磁場中做圓周運動，運動週期在經典物理中是乙個恆定值，每次讓粒子通過縫隙，縫隙間加乙個加速電場，只要（這就是諧振加速條件），粒子每次通過縫隙就都能加速，加速後粒子的軌道半徑會變大，但是週期還是不變。設通過加速縫隙時加速電場的相位是，雙D盒結構（就乙個圓，沿乙個直徑被劈開的樣子，這樣每圈加速兩次），這是粒子每轉一圈，就能獲得能量。
這就勞倫斯提出的經典迴旋加速器。
經典迴旋加速器面臨的問題是滑相。相對論將質量和能量聯絡在一起，粒子在加速過程中質量是變化的。這樣每次加速時加速電場的相位會公升高，但是相位公升高到後，加速電壓就是0，不能再加速了，所以經典迴旋加速器有能量限制。
為了能夠不滑相，保持諧振加速條件，有兩種方法，一種是同步的調整,另一種是調整。前者就是穩相加速器，後者是等時性迴旋加速器。
等時性迴旋加速器讓變成乙個常數，但是會引入乙個新的問題，散焦。實際上剛剛那些都是理想條件的粒子，實際上大部分粒子都會偏離理想條件一些，磁場的乙個作用就是讓這些偏離一些的粒子繞理想軌道上的粒子振盪，不會跑掉，所以磁場一般都會隨著半徑增大下降一些。等時性迴旋加速器卻讓磁場沿著半徑公升高，這樣大部分粒子在加速過程中就跑掉了，最後剩下的粒子太少也不行。
為了解決這個問題，Thomas想到讓磁場再提供軸向聚焦力，比如讓磁場變成這樣。這樣一般情況下就不會跑了，但是能量更高時還是會跑，還是有乙個能量極限的。
穩相加速器讓加速電場的頻率變化，但是變化的速度和有關，也就是說電場是按理想軌道上的粒子調的，你讓大量的那些偏離理想軌道的粒子怎麼辦？幸虧人們發現了自動穩相原理，就是說立項軌道附近的粒子的加速相位會振盪，是可以隨著理想軌道上的粒子一起加速的。理論上穩相加速器已經沒有能量限制了，但是能量越高軌道半徑越大，迴旋加速器都是加整塊的磁鐵的，造價近似正比於磁鐵大小的三次方，能量太高的誰也造不起。
為了解決這個問題，提出了同步加速器。同步加速器限制粒子軌道半徑，軌道上加磁偏轉、磁聚焦等等作用的磁鐵，限制磁鐵的大小，可以調成磁場的大小。這樣隨著粒子加速同步的調整加速電場頻率和磁場的大小，就可以一直加速下去。
同步加速器面臨的問題也有不少，比如磁場大小也是有限制的，所以只能加大半徑。另外還有同步輻射，帶電粒子作告訴圓周運動時會輻射電磁波釋放大量能量。
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