Для по­лу­че­ния за­ря­жен­ных ча­стиц (элек­тро­нов, про­то­нов, атом­ных ядер, ионов) боль­ших энер­гий при­ме­ня­ют­ся спе­ци­аль­ные устрой­ства  — уско­ри­те­ли за­ря­жен­ных ча­стиц. В ос­но­ве ра­бо­ты уско­ри­те­ля лежит вза­и­мо­дей­ствие за­ря­жен­ных ча­стиц с элек­три­че­ским и маг­нит­ным по­ля­ми. Элек­три­че­ское поле спо­соб­но на­пря­мую со­вер­шать ра­бо­ту над ча­сти­цей, то есть уве­ли­чи­вать ее энер­гию. Маг­нит­ное же поле, со­зда­вая силу Ло­рен­ца, лишь от­кло­ня­ет ча­сти­цу, не из­ме­няя ее энер­гии, и за­да­ет тра­ек­то­рию, по ко­то­рой дви­жут­ся ча­сти­цы.

Уско­ри­те­ли за­ря­жен­ных ча­стиц можно клас­си­фи­ци­ро­вать по раз­ным при­зна­кам. По типу уско­ря­е­мых ча­стиц раз­ли­ча­ют элек­трон­ные уско­ри­те­ли, про­тон­ные уско­ри­те­ли и уско­ри­те­ли ионов. По ха­рак­те­ру тра­ек­то­рий ча­стиц раз­ли­ча­ют ли­ней­ные уско­ри­те­ли, в ко­то­рых пучок ча­стиц од­но­крат­но про­хо­дит уско­ря­ю­щие про­ме­жут­ки и тра­ек­то­рии ча­стиц близ­ки к пря­мой линии, и цик­ли­че­ские уско­ри­те­ли, в ко­то­рых пучки дви­жут­ся по за­мкну­тым кри­вым (на­при­мер, окруж­но­стям или спи­ра­лям), про­хо­дя уско­ря­ю­щие про­ме­жут­ки по многу раз.

На ри­сун­ке 1 пред­став­ле­на схема ра­бо­ты цик­ло­тро­на  — цик­ли­че­ско­го уско­ри­те­ля про­то­нов (или ионов). Ча­сти­цы из ион­но­го ис­точ­ни­ка 1 не­пре­рыв­но по­сту­па­ют в ва­ку­ум­ную ка­ме­ру и уско­ря­ют­ся элек­три­че­ским полем, со­зда­ва­е­мым элек­тро­да­ми 3. Маг­нит­ное поле, на­прав­лен­ное пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ри­сун­ка, за­став­ля­ет за­ря­жен­ную ча­сти­цу от­кло­нять­ся от пря­мо­ли­ней­но­го дви­же­ния.

Каж­дый раз, про­хо­дя зазор между элек­тро­да­ми, за­ря­жен­ная ча­сти­ца по­лу­ча­ет новую пор­цию энер­гии и до­пол­ни­тель­но уско­ря­ет­ся. Тра­ек­то­ри­ей дви­же­ния уско­ря­ю­щей­ся ча­сти­цы в по­сто­ян­ном маг­нит­ном поле по­лу­ча­ет­ся рас­кру­чи­ва­ю­ща­я­ся спи­раль.

Рис. 1. Схема дви­же­ния ча­стиц в цик­ло­тро­не; маг­нит­ное поле пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти

чер­те­жа. 1 − ион­ный ис­точ­ник; 2 − ор­би­та уско­ря­е­мой ча­сти­цы (спи­раль); 3 − уско­ря­ю­щие

элек­тро­ды; 4 − вы­вод­ное устрой­ство (от­кло­ня­ю­щие пла­сти­ны); 5 − ис­точ­ник уско­ря­ю­ще­го

поля

Цик­ло­трон  — пер­вый из цик­ли­че­ских уско­ри­те­лей. Впер­вые был раз­ра­бо­тан и по­стро­ен в 1931 году. До сих пор цик­ло­тро­ны ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся для уско­ре­ния тя­же­лых ча­стиц до от­но­си­тель­но не­боль­ших энер­гий.