1930年，世界上第一台高能粒子加速器—回旋加速器（Cyclotron），由美国物理学家劳伦斯▪奥兰多设计成功。带电粒子在电场力的作用下加速，然后进入磁场，受到洛仑兹力使其运动方向改变转过180度，再次进入电场，这时电场方向改变，使带电粒子再次加速，穿过电场后进入磁场再次旋转半圈回到电场，电场的方向又改变，对带电粒子继续加速，速度增大则运动半径增大，这个过程得以循环，速度也随之增大。

 回旋加速器被广泛应用于医学与科学。1995年中国原子能科学研究院与比利时IBA共同研制的cyc-30型回旋加速器投入使用，生产各种医用同位素。2006年6月23日，中国首台西门子eclipse HP/RD医用回旋加速器问世。回旋加速器也是PET/CT的基本原理，如今PET/CT在医学检验技术中已经成为不可或缺的检验手段。

 回旋加速器应用广泛，属于基础的物理知识，多年来一直被编入高中物理教材。所以了解基本的回旋加速器相关公式是非常有必要的，主要有以下公式：

 1.最大半径R_max=mV_max/Bq，B为磁感应强度。

 2.最大动能E_k=(1/2)mV_max²=(BqR_max)²/2m。

 3.离子每旋转一周增加的能量为2qU 提高到E_k时旋转周数为N，N=E_k/2qU=q(BR)²/4mU。

 4.在磁场运动时间为t_磁=NT=PiB(Rmax)²/2U。

 5.带电粒子做圆周运动的向心力即运动的带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力：F=mv²/R=BqR。

 6.粒子做圆周运动的周期为：T=2πR/v=2πm/Bq，由此可见，粒子运动的周期与其速度是无关的，我们只要每隔半个周期调整两极板间的电压方向，就可以实现对带电粒子的不断加速。这也是为什么要使用交流电的原因。

 回旋加速器的出现，使得粒子的能量可达到几十MeV。但由于回旋加速器的能量受制于粒子速度增大的相对论效应，使得粒子逐渐偏离了交变电场的加速状态。