把同一加速间隙反复利用
回旋加速器（cyclotron）是一种带电粒子加速器。经典结构把两个近似D形的空心电极置于真空室中，外加磁场使粒子在电极内部弯曲运动，而两电极间的交变电压在缝隙中形成加速电场。粒子每次穿过缝隙都可获得一段能量，不必依靠一次跨越极高电压完成全部加速。
这里磁场与电场分工不同：磁场主要改变运动方向，让粒子返回加速区域；电场沿运动方向做功，增加粒子动能。随着速度增加，轨道半径增大，粒子在装置中沿逐渐向外的路径运动。把磁场描述为直接不断提高粒子速度，会混淆弯转和加速这两种作用。
同步条件为何成立
在经典近似下，粒子在均匀磁场中的回旋角频率由电荷量、质量和磁场强度决定，而不随轨道半径单独变化。粒子越快，绕行路程也越长，两者的增长互相补偿，使一周所需时间近似不变。交变电压便可与粒子到达间隙的时刻配合，让粒子每次通过时都受到正确方向的推动。
这种安排需要的是电场相位与粒子运动的同步，并不是只要把粒子放进磁铁就会自动加速。真空环境、供给粒子的装置和最终引出束流的结构，都服务于持续而受控的运动过程。经典双电极图景中，粒子每绕行一周两次经过电极间隙。
劳伦斯的早期装置
劳伦斯在20世纪20年代末提出这一加速思路，伯克利随后把它发展成实际仪器。伯克利实验室的历史展览记载，1930年制造了早期模型，一台直径约五英寸的装置于1931年1月2日把质子加速到约8万电子伏。这两条记录分别对应模型建造与取得特定束流结果。
早期装置的意义不仅在能量数值，也在于展示一套紧凑装置能够反复加速离子。随后更大磁铁、更大真空室和相关实验设备使研究规模扩大。劳伦斯因回旋加速器的发明和发展获得1939年诺贝尔物理学奖。
参考：[2]
适用范围与边界
当粒子速度进入必须考虑相对论效应的范围，经典回旋周期的近似不再成立，粒子会逐渐偏离固定射频电场的合适相位。这是经典回旋加速器的重要限制，而不是简单增加电极电压就能消除的问题。讨论更复杂的改型时，需要另外说明怎样维持同步。
回旋加速器用于核科学研究、放射性同位素生产以及某些医疗相关设施，但它不等于核反应堆，也不是所有环形加速器的总称。其识别要点是磁场弯转与反复过隙加速的组合。仪器输出的是具有特定条件的粒子束，后续核反应或应用还取决于束流、靶材及整个实验系统。