加速器技术在科学、医学和工业中的应用

本书主要介绍了现代粒子加速器的物理学、技术和应用，阐释了加速器应用的技术和物理基础，使读者能够更好地理解加速器及其应用的基础和当前与未来的技术。 本书首先介绍了将电子和离子从几keV加速到大约250MeV的相关技术和辐射安全内容，然后描述了这些粒子束与物质相互作用背后的物理学，粒子束与靶之间的能量损失和核相互作用的数学描述，以及最先进的计算机模型在物理学范围的完全覆盖。在此基础上，本书介绍了加速器技术在科学、医学和工业中最重要的应用，包括半导体生产、癌症治疗和太空探索。

索伦·莫勒（S?ren M?ller）于2010年在德国波恩大学获得物理学文凭，专业是核聚变材料和固态物理。他在博士学业中继续研究核材料，重点是离子束分析和物理化学。他于2014年在杜塞尔多夫大学与于利希研究中心合作时获得博士学位，成为于利希研究中心博士后，研究核聚变应用的核材料。2014年，他成为德国政府任命的辐射防护官员，在MeV级的串列加速器上安装自己设计的工作站并获得专利。自2017年起，他在于利希研究中心的能源和气候研究所担任离子束分析高级科学家，主要从事核聚变和电池研究中的材料分析工作。
郭丽莉，中国同位素与辐射行业协会秘书长，致力于推动放射性药物行业的快速健康发展，积极参与推动辐照灭菌技术的应用，推动我国在放射性药物和辐射技术领域的国际合作与发展。

第1章 引言
第2章 技术
2.1 真空
2.1.1 超高真空泵送技术
2.1.2 泵送系统和真空容器
2.2 加速器
2.2.1 直流驱动
2.2.2 交流驱动
2.2.3 激光与等离子体
2.2.4 加速器的电效率和空间效率
2.3 离子束和束流光学
2.3.1 发射度和β函数
2.3.2 束流光学器件
2.3.3 诊断元件
2.4 电子源和离子源
2.5 带电粒子和中性粒子探测器
2.6 靶
2.7 辐射防护
2.7.1 对人和机器的危害
2.7.2 工厂概念中的避免策略·
2.7.3 屏蔽
参考文献
第3章 粒子束与物质的相互作用
3.1 光子的吸收和反应
3.2 带电粒子的射程和阻止本领
3.3 核反应
3.3.1 截面
3.3.2 运动学
3.4 深度和阻止本领相关反应
3.5 计算机建模
参考文献
第4章 使用加速器产生次级粒子
4.1 电子、原子、分子和离子
4.2 中子
4.2.1 加速器中子源
4.2.2 能效比
4.3 光子
4.3.1 X射线和束缚电子源
4.3.2 同步光源
4.3.3 自由电子激光器
4.4 标准模型的粒子和反物质
参考文献
第5章 技术应用
5.1 α、β、γ和中子源的产生与活化
5.1.1 核素图上的路径
5.1.2 来自加速器的α、γ、β?、β 和中子源的例子
5.1.3 与中子生产的比较
5.1.4 优化生产和成本效率
5.2 稀有同位素和放射性衰变示踪剂
5.3 材料改性
5.3.1 注入和活化掺杂
5.3.2 焊接、切割和增材制造
5.3.3 表面改性与纳米加工
参考文献
第6章 核医学
6.1 影像诊断及它能提供的信息
6.1.1 X射线吸收成像和断层成像
6.1.2 发射—计算机断层扫描
6.2 放射治疗
6.2.1 外照射治疗
6.2.2 放射性核素内照射治疗
6.2.3 从物理角度看选择性
参考文献
第7章 材料分析与测试
7.1 离子、电子和光子束分析
7.1.1 物理概念、检测限、精度和不确定度
7.1.2 X射线吸收和散射分析
7.1.3 电子显微镜
7.1.4 次级离子质谱
7.1.5 MeV离子束分析
7.1.6 加速器质谱法
7.2 基于中子的分析
7.3 移动系统
7.4 辐射损伤
参考文献
第8章 能源生产和储存
8.1 散裂裂变反应堆
8.2 核电池
8.3 基于加速器的核聚变
8.3.1 中性靶反应堆
8.3.2 离子束对撞机反应堆
参考文献
索引