Прискорювачі заряджених частинок

Роберт Ван де Грааф
Роберт Ван де Грааф під час демонстрації свого генератора в 1922 р

Прискорювачі заряджених частинок - установки для одержання пучків електронів, протонів та іонів високих енергій. Прискорення частинок відбувається за рахунок їх взаємодії з електростатичними або електромагнітними полями. У медицині прискорювачі заряджених частинок використовують для променевої терапії та радіобіологічних дослідженнях. Залежно від способу прискорення прискорювачі заряджених частинок ділять на електростатичні (наприклад, генератор Ван-де-Граафа), лінійні резонансні, індукційні (див. Бетатрон) і циклічні (циклотрон).
В електростатичному генераторі Ван-де-Граафа висока напруга створюється за рахунок нагромадження на поверхні порожнистої провідної сфери електричного заряду, який подається на неї від електричного генератора з допомогою рухомої нескінченної стрічки. Прискорення заряджених частинок відбувається у вакуумній трубі.

Електростатичний генератор (Ван-де-Граафа) - прискорювач заряджених частинок. Складається з джерела високої напруги (власне електростатичний генератор) та прискорювальної трубки. Перша вдала конструкція подібної установки була запропонована в 1929 р. Ван-де-Граафом (R. J. Van de Graaff). Принцип дії електростатичного генератора полягає в наступному.
Електричні заряди від генератора наносяться на діелектричну рухому стрічку.
З цієї стрічки заряди переносяться системою щіток на внутрішню поверхню порожнистої металевої ізольованою сфери - кондуктора (рис.). Таким чином, на сферу може бути перенесений досить великий заряд, максимальна величина якого визначається виникненням розряду з неї у зовнішній простір. Із збільшенням розмірів сфери напруга підвищується. В даний час для збільшення напруги при мінімальних розмірах установки електростатичний генератор поміщають у бак з газом, які мають високу електричну міцність (азот, фреон, вуглекислий газ), під тиском до 20 атм.
Електростатичний генератор може бути використаний для прискорення як електронів (див.), так і важких частинок - протонів (див.). Гранична енергія прискорених частинок досягає 10 Мев. Електростатичні генератори знайшли широке застосування у фізиці, техніці та медицині. В медицині використовуються електростатичні генератори з електронним пучком (див. Електронне випромінювання) як джерело жорсткого гальмівного випромінювання (див.), що виникає при попаданні електронів високої енергії на мішень з важкого елемента. См. також Прискорювачі заряджених часток.

електростатичний генератор Ван-де-Граафа
Електростатичний генератор Ван-де-Граафа:
1 - високовольтний електрод (кондуктор);
2 - іонний або електронний джерело;
3 - багатосекційна прискорювальна трубка;
4 - ізолююча колонка;
5 - система дефокусування електронного променя;
6 - тонка алюмінієва фольга;
7 - конвеєр;
8 і 10 - зарядні і знімні вістря;
9 - рухається «нескінченна» стрічка.