回旋加速器整成了计算题

质子重离子治疗是利用质子或重离子形成的粒子射线进行疾病治疗的放疗技术，相比传统技术，具有更加精准、杀伤力更强、不良反应更小的优势。其系统设备由离子源、直径较大的环形同步加速器和偏转系统组成，整个系统置于真空中。

回旋加速器的原理如图，D₁和D₂是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为与的交流电源上，位于D₁圆心附近的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速，D₁、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B₀的匀强磁场中（忽略质子在电场中运动的时间，其最大速度远小于光速），已知质子每次经过狭缝均做加速运动，最后从边缘处飞出。

（1)已知质子电量为q,求质子的质量；

（2)若质子束从开始加速到从回旋加速器输出的过程中回旋加速器的平均功率为P,求此过

程质子束的平均等效电流I(用P、Bo、R、f表示）；

（3)质子从加速器飞出后，通过偏转系统控制，到达身体不同的位置。已知偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为L的正方体，其偏转系统的底面与目标所在水平面平行，间距也为L。当偏转系统不加电场及磁场时，质子恰好沿偏转系统对称轴OO运动，竖直到达图中O点（即图中坐标原点，x轴垂直纸面向外）。偏转系统同时加上电场和磁场时，要求打在目标平面上

处，已知角度α很小时，有sin a≈tan a≈a,cos a≈1-α²/2。求偏转系统中E、B的大小。

         

           

把回旋加速器的问题能整成最后一题的级别，可不是一般级别的拽。

         

D形盒的半径、交流电的频率、磁感应强度确定后，被加速粒子的比荷及能加到的最大速率也就随之可以确定了，这是回旋加速器的基础知识。第一问考查的就是有关回旋加速器的基础原理知识。

         

第二问的问题就有点和加速器关系不太大了。注意题干中的描述是质子束，加速质子束的平均功率的意义要理解。从质子束进入加速器到完成加速过程出列，质子束内所有质子的动能与所用时间的比值即为平均功率。对应的平均电流：从把质子束注入加速器到全部出列，所有质子束的电荷量与加速时间的比值即为平均电流。

         

         

第三问实质上与回旋加速器几乎没什么瓜葛了，已变为一个电、磁复合场中的粒子偏转问题。乍一看，好像比较棘手，仔细将电场、磁场的方向看清楚后，感觉也不是那么复杂了。电场、磁场同空间、同方向，速度沿O’O方向。

         

由初速度引起的洛伦兹力方向始终与x轴垂直，而电场力则沿x轴正向，这个方向加速引起的速度与磁场方向平行，不会引起洛伦兹力。所以粒子在复合场中的运动就是一个垂直于x方向的圆周运动和沿x方向的匀加速直线运动，粒子穿出复合场区域后，开始做匀速直线运动，最终到达目标位置。

         

本题第三问初看很凶猛，等到将题干条件分析清楚后，难度就降了一大截。实质上，真正“名留考史”的难度真还不多，认真审题很关键，绝大部分所谓的难题，几乎都难在了审题上，题审的粗了，就感觉这个问题无法用所学规律去求解，就觉得又是一道非自己能力所能解决的难题，于是就放弃了。等到心境好了，平静了，变成一个正常人了，再一看题，就开始拍自己脑门了。高考场上拍脑门的机会不多，即使有，一般也是在刚出考场门的瞬间，可能突然会有种顿悟的感觉，但那个感觉相当的不好受。审题要认真，是拿分的保障。