1. 상대 론적 효과 :
* 전자는 양성자 나 다른 무거운 이온보다 훨씬 가볍습니다. 전자가 고속으로 가속함에 따라 속도는 빛의 속도에 접근합니다. 이것은 질량 증가와 원형 경로의 반경 변화를 포함하여 상당한 상대 론적 영향을 초래합니다.
* 사이클로트론은 고정 자기장과 무선 주파수 (RF) 전압에 의존합니다. 이 디자인은 일정한 질량을 가진 입자에 적합합니다. 그러나, 상대 론적 영향으로 인한 전자의 질량이 증가하면 RF 전압과 전자 운동 사이의 동기성을 방해하여 에너지를 잃고 효율적으로 가속화되지 않습니다.
2. 싱크로트론 방사선 :
* 원형 경로에서 움직이는 전자는 싱크로트론 방사선이라는 전자기 방사선을 방출합니다. 이 방사선 손실은 전자 에너지의 네 번째 전력에 비례합니다.
* 전자의 경우, 싱크로트론 방사선으로 인한 에너지 손실은 상대적으로 낮은 에너지에서 중요해집니다. 사이클로 트론을 높은 전자 에너지를 달성하기 위해 비효율적입니다.
3. 대체 가속기 :
* 선형 가속기 (Linac)는 전자를 고속 에너지로 가속하는 데 훨씬 더 적합합니다. Linac은 전자에 일정한 가속력을 적용하는 일련의 가속 공동을 사용하여 사이클로 트론의 한계를 극복하도록 설계되었습니다. 이 설계는 상대 론적 효과 및 싱크로트론 방사선과 관련된 문제를 제거합니다.
4. 응용 프로그램 :
* 사이클로 론은 양성자 및 무거운 이온을 가속화하는 데 탁월하지만, 전자는 일반적으로 의학적 치료 (방사선 치료) 또는 고 에너지 물리학 연구와 같은 고 에너지가 필요한 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다. > 이러한 응용 분야는 선형 가속기 또는 싱크로 트론에 의해 더 잘 제공되며, 이는 훨씬 높은 전자 에너지를 달성 할 수 있습니다.
요약하면, 상대 론적 효과와 싱크로트론 방사선으로 인한 사이클로트론의 설계 제한은 전자를 고 에너지로 가속하는 데 부적합합니다. 선형 가속기 및 싱크로 트론과 같은 대체 가속기 가이 목적에 더 효과적입니다.
