激光離子加速器 是什麼?

是什麼原理?
目前有哪些技術難點?
人類距離開發出米加粒子炮還有多久?

國家重大儀器專項——小型化激光離子加速器(癌症治療儀)


1、2012年,北京大學唯一一個申報項目;
2、陳佳洱校長國際上首次提出「小型化激光離子加速器」理論,多個國家已啟動相關試驗;
3、 8月份順利通過科技部和工程院評審,獲得專項資金6700萬;
4、 2012年,北京大學唯一一個申報項目;
5、 陳佳洱校長國際上首次提出「小型化激光離子加速器」理論,多個國家已
啟動相關試驗;
6、 8月份順利通過科技部和工程院評審,獲得專項資金6700萬;

科研:
1、 北大校園內新建1000平米實驗室,開展「物理設計與試驗」;

2、 秦皇島科技產業園內建2500平米的國家級核物理實驗室,開展「模型試驗」、「樣機調試」、產業化前期工作…)。


產業化:
1、 秦皇島科技產業園作為唯一的產業基地,預留百畝廠區。
2、 開發區新醫院首購,支持產業化。
3、 開發區企業積极參与(前景光電,已承擔該課題的精密控制系統)。


題主抱歉,我答錯了,這個是等離子尾場加速的原理,不是離子加速原理,請無視本答案。

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原理就是在等離子體中弄出一個電子空泡,一般用超快激光產生。
想像一下等離子體是正離子和電子的混合體:
一個激光過來了後,電子很輕就被吹走了,而正離子很重,反應遲鈍呆在原地。

這樣就有一塊區域,只有正電荷,沒有(或者很少)負電荷,這樣在這個區域就有強到恐怖的電場(參見如果一塊橡皮里所有的電子在一瞬間消失會怎麼樣? - 物理學 - 知乎)。想像一下1千億伏特每米的電場。。。

它的優勢是極短獲得極高的能量,但電流較小(粒子炮目前就不要想了)。


激光等離子體加速是一種新型的加速原理,超強激光與等離子體相互作用可以獲得高於傳統加速器三個數量級以上的加速梯度。激光鞘層加速(TNSA)和光壓穩相加速(RPA)是目前認為的兩種主要加速機制。
優點是加速梯度高,能在很短的距離加速到很高的能量,瞬時功率很高。
技術難點是持續性差,不能有效地持續加速,平均功率低。
離粒子炮的實現還很遠,但醫用方面已經有很大進展。


把激光脈衝調製成一種特殊的徑向偏振模式:在中軸線上只有沿軸線方向的電場分量而沒有任何磁場分量,可以直線加速軸線上的電子,而電子運動軌跡不會受磁場分量影響(當然只是理論上)。現在加速後的能達到的速度不如回旋加速器,但是作為前端加速器還是不錯的,比起傳統的線性加速器有很多優勢。


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