Лоуренс и Ливингстон

Есть довольно экономичный и элегантный метод ускорения пучка многократной передачи ему маленьких порций энергии. С помощью мощного магнитного поля пучки заставляют двигаться в направлении круговой орбиты, а также много раз преодолевать один и тот же маршрут ускоряющего промежутка. В 1930 голу такой метод был реализован впервые Лоуренсом и Ливингстоном в циклотроне, который они сами же и изобрели.

Пучок экранизируется при воздействии электрополя в полупериод точно так же как в линейном частотном ускорителе, когда действие замедляется. Заряженные частицы с зарядом и массой, которые движутся в магнитном поле с определенной скоростью, которое направленное перпендикулярно самой скорости, описывающее в данном поле окружность с определенным радиусом.

Дуант

Ускорения влечет за собой увеличение скорости, тянет за собой возрастание радиуса. Во время каждого вращения на орбите пучок проходит сквозь зазор между дуантами. Дуант – это высоковольтный полый D-образный электрод, в определенном участке пути на него действует высокочастотное поле.

В то время Лоуренс понял, что промежуток времени между прохождением пучка сквозь зазор в случае нерелятивистских элементов останется постоянным, по причине увеличения их скорости, что в свою очередь компенсируется увеличением радиуса всего процесса. На протяжении части периода вращения, когда высокочастотное электрическое поле имеет фазу, которая является неподходящей для всех процессов ускорения частиц и направления пучка, который находиться вне зазора.

Стоимость сооружений синхроциклотрона почти пропорциональна кубу радиуса магнита. По этой причине достижение более высокой энергии при приемлемых затратах требуются абсолютно новые принципы ускорения.