Генератор Ван де Граафа
-
История и разработка
- Генератор Ван де Грааффа был изобретен в 1929 году Робертом Дж. Ван де Грааффом.
- Первая модель была продемонстрирована в октябре 1929 года.
- В 1931 году Ван де Граафф достиг напряжения в 1,5 миллиона вольт.
-
Принцип работы
- Генератор использует движущуюся ленту для накопления заряда на полом металлическом шаре.
- Лента заряжается отрицательно, а верхний ролик положительно.
- Сильное электрическое поле ионизирует молекулы воздуха, создавая положительный заряд на сфере.
-
Применение и развитие
- Генераторы Ван де Грааффа использовались для ускорения частиц и рентгеновских лучей.
- В 1937 году Westinghouse Electric company построила установку Westinghouse Atom Smasher мощностью 5 МэВ.
- В 1964 году в Оксфордской ядерной лаборатории был создан трехступенчатый ускоритель.
-
Современные разработки
- Пеллетрон заменил ленту цепью коротких токопроводящих стержней.
- Установка для создания ядерных структур (NSF) в лаборатории Дэресбери была закрыта в 1993 году.
-
Описание генератора
- Генератор состоит из ленты, роликов и металлической сферы.
- Сильное электрическое поле ионизирует воздух, создавая положительный заряд на сфере.
-
Генератор Ван де Грааффа
- Выдает один и тот же ток при любом уровне потенциала
- Максимальное напряжение зависит от радиуса сферы и поля пробоя
- Используется для ускорения частиц в ядерной физике
-
Тандемные ускорители
- Ускорители с пучком частиц в «тандемной» конфигурации
- Отрицательно заряженные ионы вводятся с одного конца и ускоряются к клемме
- Положительно заряженные ионы ускоряются от клеммы
-
Пеллетрон
- Тандемный ускоритель с металлическими сферами вместо ленты
- Обеспечивает более высокое напряжение и быструю передачу заряда
-
Развлекательные и образовательные генераторы
- Самый большой генератор в Бостонском музее науки
- Используется в научных музеях и школах
-
Сравнение с другими генераторами
- Генератор Ван де Грааффа минимизирует утечки и коронный разряд
- Другие генераторы имеют проблемы с коронным разрядом и изоляцией
-
Патенты и рекомендации
- Патенты США на электростатический генератор и устройство для уменьшения электронной нагрузки
- Ссылки на внешние ресурсы и книги по теме