【电子书分享】加速器与科技创新

说明：本文内容仅限于学术交流和学习之用，不涉及对任何技术、产品、以及临床治疗的推广、推荐和偏见。

文献标题：加速器与科技创新

文献语种：中文

资料来源：网络公开平台。

文末附电子书下载链接。

作者简介

• 谢家麟（1920年8月8日—2016年2月20日），出生于黑龙江省哈尔滨市，原籍河北武清。

• 著名的加速器物理学家，中国科学院学部委员（院士），九三学社社员，曾担任中国科学院高能物理研究所研究员及原副所长。

• 1943年，从燕京大学物理系毕业，随后进入中央无线电器材厂桂林总厂的研究室工作。

• 1947年，赴美留学深造。

• 1948年，获得美国加州理工学院硕士学位。

• 1951年，获得美国斯坦福大学物理系博士学位。在美国从事教学和加速器研制工作，领导研制成功医用电子直线加速器。

• 1955年，乘坐威尔逊总统号邮轮回国，之后在中国科学院原子能研究所和高能物理研究所工作，担任过高能物理研究所副所长、“八七工程”加速器总设计师、北京正负电子对撞机工程经理、中国粒子加速器学会理事长等职。

• 1980年，当选为中国科学院学部委员（院士）。

• 1981年至1986年，领导北京正负电子对撞机的建设工作。

• 20世纪50、60年代，领导完成了电子直线加速器、大功率速调管和电子回旋加速器等科研项目。

• 20世纪80年代，领导北京正负电子对撞机工程的设计、研制和建造工作。

• 20世纪90年代初，领导建成了北京自由电子激光装置。

• 获得过全国科学大会奖、国家科技进步奖特等奖、中国科学院科技进步奖特等奖、胡刚复物理奖、何梁何利科技进步奖等。

• 2012年，获得2011年度国家最高科学技术奖。

• 2016年2月20日，谢家麟在北京逝世，享年96岁。 

作者序

带电粒子加速器（简称加速器）原本是核物理、粒子物理(高能物理)实验研究的工具，但后来发现它有多种国民经济的应用。它是多种科学技术的综合体，涉及粒子物理学、粒子动力学、计算机控制、数据获取和处理、高频、微波、磁铁、电源、自控、超导、精密加工、超高真空等等方面。

自它出现60余年来，已经成为加速各种带电粒子（如电子、正电子、质子、反质子、重离子等等）、形式多样（如直线、圆型、环型，室温、超导，髙能、低能，弱流、强流等等）、规模不等（如大到周长几十公里、小到可以发射到空间等等）的实验装置，大大推动了核物理、粒子物理和各种应用技术的发展。 

迄今在加速器、探测器和基本粒子理论和实验方面，已经获得诺贝尔物理奖数十次，这说明加速器发展对基础研究做岀了巨大的贡献。事实上，加速器的发展对国民经济建设的许多方面也同样有着重要的贡献。

就加速器作为高能物理研究的工具而言，60 多年来，它的能量提高了近9 个数量级，单位能量的造价降低了大约4个数量级，这么惊人的发展速率可以说完全是科技创新的结果。

一部加速器发展史实际上就是一部科技创新史。当然，其它科学技术的发展也莫不依赖于创新。

本书的中心思想就是想以加速器发展的过程，说明创造、发明对科技发展的巨大推动作用。 

一种科技成果付诸应用之后，首先要经历改进、提高的过程，使性能达到极限，然后就必须有根本性的发明、创造，突破原来的极限，以便保持它的持续发展，这是事物发展的普遍规律。

把一个包含髙精尖科技内容的物理实验装置用通俗的语言来描述，介绍它们的工作原理、具体结构和有关发明、创造的历程，又要避免对读者有过髙的物理、数学等基础知识的要求，这对笔者来说实在是一个严峻的挑战。在此我们尝试如下的做法，即把全书分为3 章：首先在第1 章中简要介绍加速器产生的背景与应用，概述其发展历史、对人类认识自然的贡献，以及在国民经济领域的重大应用。然后在第2章介绍加速器的基本知识，分类讨论一些重要的加速器的工作原理、结构和改进、提高、发明、创造的具体情况。最后在第3 章讨论今后发展方向和科技创新规律。新原理和新技术是保持加速器能量持续发展的唯一出路，它对创新力度有更大的要求。这样就促使我们对科技创新的一般规律加以探讨。 

为了便于不同程度的读者阅读，又根据内容性质分为两个相对独立的部分。一是主题部分，包括第1 章和第3 章3.4、3.5 两节，主要介绍加速器发展的历史背景与目前现状，工作原理与具体应用，对人类认识自然和社会发展的贡献和对发明、创造的普遍规律的探讨。另一部分是可以略读或选读的部分，专业知识性较强，较详细地讨论了性能限制的机理和突破限制的关键，可作为有兴趣的读者进一步了解的参考。我们希望这样的安排能够较好地适应不同读者的需要。 

本书的第2 章由汪伯嗣执笔，他为本书的完成做出了重要的贡献。部分插图由朱俊彪等绘制。美国斯坦福直线加速器中心潘诺夫斯基（W.K.H. Panofsky)教授和柯奈尔大学提格尔（M. Tigner)教授都为此书提供了一些有关的参考材料，在此一并致谢。 

目录

• 1 加速器产生的背景与应用

• 1.1 人类感官功能的延伸

• 1.2 加速器— 人类认识微观世界的手段

• 1.3 加速器的基本原理

• 1.4 加速器的粒子物理实验研究应用

• 1.5 加速器的非核应用

• 1.6 发展加速器研制的全面意义

• 2 粒子加速器的基本知识和创新历程

• 2.1 有关粒子加速器的一些预备知识

• 2.2 粒子加速器的早期发展直流高压加速器

• 2.3 高压击穿限制的突破—回旋加速器的发明

• 2.4 用涡旋电场加速粒子的加速器—感应加速器

• 2.5 粒子加速器发展史上的第一次革命—自动稳相原理的发现

• 2.6 弱聚焦同步加速器—下一次粒子加速器革命的前奏

• 2.7 粒子加速器发展史上第二次革命—强聚焦原理的采用

• 2.8 射频直线加速器— 向超高能发展的方向

• 2.9 粒子加速器发展史上第三次革命—对撞机的出现

• 3 今后发展方向与科技创新规律

• 3.1 21世纪初行将出现的高能加速器

• 3.2 对撞机向更高能量发展的制约因素

• 3.3 实现高加速梯度的新原理

• 3.4 科技创新的规律的探讨

下载地址如下：

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