9.
回旋加速器被广泛应用于料学研究和医学设备中.医院里广泛作为示踪剂的氮13就是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的.回旋加速器的核心部分为D形盒,与D形盒盒面垂直的磁场为匀强磁场.某医院一回旋加速器的D形盒半径为R=60cm,两盒狭缝间距为d=1cm.设质子从粒子源S处进入加速电场的初速度不计,加速器接一定频率的高频交流电源,其电压为U=2×10
4V.当质子的轨道半径达到R=60cm时通过如图所示的“引出器”把质子从D形盒引出,若引出的质子流的能量为16.5Mev.已知质子质量为m=1.67×10
-27kg,电荷量为+e=1.6×10
-19 C,有数值计算的结果保留2位有效数字.求:
(1)D形盒所在处磁场的磁感应强度
B;
(2)质子从静止开始加速到出口处所需的时间t;
(3)设每次通过加速电场后,质子的偏转轨道半径增加为△r,试分析随着通过电场次数的增加,△r是增大,减小还是不变?