Máy gia tốc tuần tự: Cyclotron, Synchrocylotron  Nguyên tắc hoạt động máy gia tốc cyclôtrôn Bài toán điện tích chuyển động từ trường vuông góc với vận tốc ban đầu cho thấy quỹ đạo điện tích đường tròn Chu kì quay điện tích không phụ thuộc vào vận tốc Tính chất ứng dụng máy gia tốc xiclôtrôn Đây thiết bị quan trong nghiên cứu vật lý hạt nhân hạt Tuy nhiên với loại máy gia tốc cyclotron bán kính quỹ đạo hạt: Theo bán kính phụ thuộc vào khối lượng hạt nên không thích hợp gia tốc với hạt khối lượng nhẹ electron Người ta phát triển loại máy gia tốc synchrocyclotron Cấu tạo máy gia tốc gồm hai điện cực, có dạng hai nửa hình hộp hình chữ D (D 1, D2) đặt buồng chân không Hai hộp chữ D đặt cách khe hẹp Đặt hiệu điện thay đổi tuần hoàn vào hai hộp, hai hộp D 1và D2 trở thành hai điện cực (đổi chiều không đổi cường độ) Khoảng khe hẹp có điện trường thay đổi tuần hoàn Toàn hai hộp đặt từ trường nam châm điện cực mạnh có cảm ứng từ  B vuông góc với mặt hộp Những hạt mang điện cung cấp từ nguồn P, đặt khe khe hở hai cực Quá trình gia tốc hạt mang điện thực làm nhiều bước Giả sử, hiệu điện hai cực lớn nhất, khe hai cực có hạt mang điện dương (proton); hạt chịu tác dụng điện trường bị hút vào điện cực âm (D), đươc gia tốc điện trường Khoảng không gian điện cực đẳng thế, hạt chịu tác dụng từ trường Với vận tốc vừa thu tác dụng từ trường, hạt chuyển động tròn, có bán kính tỷ lệ với vận tốc: Người ta chọn tần số hiệu điện xoay chiều tần số cyclôtrôn hạt (Điều kiện cộng hưởng) Sau hạt chuyển động nửa vòng tròn đến khe hở hai điện cực, lúc hiệu điện đổi dấu (sau nửa chu kỳ) đạt giá trị cực đại Hạt lại điện trường hai khe tăng tốc thêm, bay vào cực thứ hai, với vận tốc lớn hơn, quỹ đạo hạt có bán kính lớn trước thời gian chuyển động hạt điện cực D1, D2 không đổi (bằng nửa chu kỳ) Quá trình tăng tốc tiếp tục Quỹ đạo hạt có dạng gần đường xoắn ốc (tròn vùng hộp D thẳng khe – tổng hợp lại quỹ đạo hình gần xoắn ốc) Năng lượng cực đại Wmax cung cấp cho hạt phụ thuộc vào cảm ứng từ nam châm điện, vào bán kính quỹ đạo cực đại rmax hạt rmax bán kính hộp) Ta có: rmax = R = v max q B m Wmax đó: mv 2max q 2 = = R B 2m Đối với máy gia tốc cyclotron, Wmax đạt tới vài chục MeV Bởi hạt thu lượng lớn tới mức khối lượng m hạt tăng lên hiệu ứng tương đối tính dẫn đến điện tích riêng giảm Theo tần số xiclôtrôn giảm, đồng tần xiclôtrôn tần số điện trường không hạt không tăng tốc Khi đó, muốn cho lượng hạt lớn, cần phải thay đổi tần số hiệu điện tăng tốc (trong máy gia tốc phazôtrôn) thay đổi từ trường m B cho tỷ số không đổi (trong máy synchrocylotron) tần số hiệu điện tăng tốc lẫn từ trường biến đổi Lúc hạt gia tốc tới lượng hàng chục GeV.[4] Hoạt động Cyclotron: