加速器质谱技术及其应用_姜山，何明等著，赵振堂，杨福家编_9787313230287

　　《加速器质谱技术及其应用》为“十三五”国家重点图书出版规划项目“核能与核技术出版工程·先进粒子加速器系列”之一。加速器质谱技术（AMS）是基于加速器技术和粒子探测技术的一种同位素质谱技术，是属于加速器、粒子探测器以及质谱学的交叉学科。《加速器质谱技术及其应用》内容主要包括质谱仪、加速器和探测器的概念、原理、结构等；加速器质谱仪的测量方法；AMS在核科学、考古学、地学、生命科学和药物开发、环境和资源科学等领域的应用。
　　《加速器质谱技术及其应用》读者对象为加速器质谱仪的测试运行维护者、应用研究者、各类用户（环境、资源、设施、医药、食品、材料等）以及相关高校师生和青年学者。

　　粒子加速器作为国之重器，在科技兴国、创新发展中起着重要作用，已成为人类科技进步和社会经济发展不可或缺的装备。粒子加速器的发展始于人类对原子核的探究。从诞生至今，粒子加速器帮助人类探索物质世界并揭示了一个又一个自然奥秘，因而也被誉为科学发现之引擎，据统计，它对25项诺贝尔物理学奖的工作做出了直接贡献，基于储存环加速器的同步辐射光源还直接支持了5项诺贝尔化学奖的实验工作。不仅如此，粒子加速器还与人类社会发展及大众生活息息相关，因在核分析、辐照、无损检测、放疗和放射性药物等方面优势突出，使其在医疗健康、环境与能源等领域得以广泛应用并发挥着不可替代的重要作用。
　　1919年，英国科学家E.卢瑟福（E.Rutherford）用天然放射性元素放射出来的a粒子轰击氮核，打出了质子，实现了人类历史上第一个人工核反应。这一发现使人们认识到，利用高能量粒子束轰击原子核可以研究原子核的内部结构。随着核物理与粒子物理研究的深入，天然的粒子源已不能满足研究对粒子种类、能量、束流强度等提出的要求，研制人造高能粒子源——粒子加速器成为支撑进一步研究物质结构的重大前沿需求。20世纪30年代初，为将带电粒子加速到高能量，静电加速器、回旋加速器、倍压加速器等应运而生。其中，美国科学家J.D.考克饶夫（J，D.Cockcroft）和爱尔兰科学家E.T.S.瓦耳顿（E.T.S.Walton）成功建造了世界上第一台直流高压加速器；美国科学家R.J.范德格拉夫（R.J.van de Graaff）发明了采用另一种原理产生高压的静电加速器；在瑞典科学家G.伊辛（G.Ising）和德国科学家R.维德罗（R.Wideroe）分别独立发明漂移管上加高频电压的直线加速器之后，美国科学家E.0.劳伦斯（E.0.Lawrence）研制成功世界上第一台回旋加速器，并用它产生了人工放射性同位素和稳定同位素，因此获得1939年的诺贝尔物理学奖。
　　1945年，美国科学家E.M.麦克米伦（E.M.McMillan）和苏联科学家V.I.韦克斯勒（V.I.Veksler）分别独立发现了自动稳相原理；1950年代初期，美国工程师N.C.克里斯托菲洛斯（N.C.Christofilos）与美国科学家E.D.库兰特（E.D.Courant）、M.S.利文斯顿（M.S.Livingston）和H.S.施奈德（H.S.Schneider）发现了强聚焦原理。这两个重要原理的发现奠定了现代高能加速器的物理基础。另外，第二次世界大战中发展起来的雷达技术又推动了射频加速的跨越发展。自此，基于高压、射频、磁感应电场加速的各种类型粒子加速器开始蓬勃发展，从直线加速器、环形加速器，到粒子对撞机，成为人类观测微观世界的重要工具，极大地提高了认识世界和改造世界的能力。人类利用电子加速器产生的同步辐射研究物质的内部结构和动态过程，特别是解析原子分子的结构和工作机制，打开了了解微观世界的一扇窗户。
　　人类利用粒子加速器发现了绝大部分新的超铀元素，合成了上千种新的人工放射性核素，发现了重子、介子、轻子和各种共振态粒子在内的几百种粒子。2012年7月，利用欧洲核子研究中心27公里周长的大型强子对撞机，物理学家发现了希格斯玻色子——“上帝粒子”，让40多年前的基本粒子预言成为现实，又一次展示了粒子加速器在科学研究中的超强力量。比利时物理学家F.恩格勒特（F.Englert）和英国物理学家P.W.希格斯（P.W.Higgs）因预言希格斯玻色子的存在而被授予2013年度的诺贝尔物理学奖。
　　随着粒子加速器的发展，其应用范围不断扩展，除了应用于物理、化学及生物等领域的基础科学研究外，还广泛应用在工农业生产、医疗卫生、环境保护、材料科学、生命科学、国防等各个领域，如辐照电缆、辐射消毒灭菌、高分子材料辐射改性、食品辐照保鲜、辐射育种、生产放射性药物、肿瘤放射治疗与影像诊断等。目前，全球仅作为放疗应用的医用直线加速器就有近2万台。
　　粒子加速器的研制及应用属于典型的高新科技，受到世界各发达国家的高度重视并将其放在国家战略的高度予以优先支持。粒子加速器的研制能力也是衡量一个国家综合科技实力的重要标志。我国的粒子加速器事业起步于20世纪50年代，经过60多年的发展，我国的粒子加速器研究与应用水平已步入国际先进行列。

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