[拼音]：jingdian jiasuqi

[外文]：electrostatic accelerator

以静电型高压发生器作为高压电源的加速器。按照加速粒子的不同，它可分为正离子静电加速器（简称质子静电加速器）和电子静电加速器两类。在这些静电型高压发生器中，用得最多的是1931年R.J.范德格喇夫首次研制成的那种类型。采用这种高压发生器的静电加速器称为范德格喇夫加速器，有时也称为范德格喇夫起电机。

早期的范德格喇夫静电高压发生器是动带式的，它的基本工作原理如图1所示。金属薄壁的高压电极由绝缘支柱支撑着。绝缘材料制成的输电带在两个转轴间不停地运动。喷电针排连接在喷电电源（电压为数十千伏的直流高压电源）上，通过针尖在气体中的电晕放电，使周围与针尖极性相同的离子在电场作用下从针尖喷向输电带，使输电带充电。随着输电带的运动，带上的电荷进入高压电极。极内刮电针排同高压电极相连和输电带之间所形成的电场，同样使气体电晕放电，从而使电荷转移到高压电极上去。随着不停传送电荷，高压电极的电压很快地升高。假设高压电极对地的电容是C，当它上面积累的电荷是Q时，它对地的电压可由

来决定。这关系式对时间微分后得

式中Ia是有效充电电流，它等于输电带送到高压电极的电流(输电电流)减去通过各种途径从高压电极漏去的电流（泄漏电流）。当电压上升到某值时，泄漏电流恰好等于输电电流，即Ia＝0，此值即为此高压发生器的平衡电压。这种高压发生器，要改变电压极性是很方便的，只要改变喷电电源极性即可实现。如电子静电加速器高压所需的极性同图1所示正好相反。

60年代中，范德格喇夫静电高压发生器的重要改进是用输电链（或梯）代替输电带。输电链（梯）是利用在链(梯)上产生感应电荷的办法充电并输送电荷的，它的主要优点是：输电不靠电晕放电，电流波动小，发生器的高压自然稳定度高；工作寿命长；内部清洁等。目前已有不少静电加速器采用这种输电方法。

有了高压发生器再配上离子源、加速管、分析器、电压稳定和控制系统以及真空系统等必要的部件就构成了一 整的质子静电加速器。图2为质子静电加速器典型的结构简图。为了提高静电加速器的工作电压(即离子束能量)和束流强度，近代静电加速器都是安放在钢筒内。钢筒内充有绝缘性能良好的高压气体，以提高静电高压发生器的耐压强度;绝缘支柱上均装有分压环及分压电阻（或电晕针组件）等部件，以使电场沿绝缘支柱、加速管和输电带（链）尽可能地均匀分布。高压电极内装有发电机、离子源和电子线路。当高压电极处在正的高电势时，在同高压电极和分压电阻相连的加速管内就形成加速电场。正离子从离子源被引出，进入加速管后，就受到加速电场的作用，向加速管的另一端运动加速。钢筒外的分析器（磁或静电分析器）是为了对经过加速的带电粒子进行质量和能量选择而设置的。带电粒子流通过分析器后再经过一段束流输运管道，之后打到靶上，提供物理实验使用。靶束流大小，根据实验要求，一般可在纳(10-9)安到几十微安范围内调节。质子静电加速器加速粒子能量可以平滑调节，能散度可以做得很小，它一直是低能核物理的主要设备。

同质子静电加速器相比，电子静电加速器的结构比较简单，所占空间也较小。这是由于负极性高压电极的击穿电压比正极性高；电子枪及其所需电源比离子源要简单得多，因此对于相同能量的电子静电加速器来讲，它的高压电极尺寸就比较小，这样钢筒的尺寸也就可相应减小。其次，由于电子静电加速器是作为β辐射源（高速电子流经扫描器后通过薄窗引出）和γ辐射源（高速电子轰击重元素──金、钨等来产生很强的γ射线）使用的，对电子束的能量分散度没有很高的要求，因此它不必配备分析器和稳压装置，用于实验的辐照室就直接安置在离加速管出口不远的地方。图3为上海生产的2兆电子伏电子静电加速器。静电加速器技术已有50多年的发展历史，我国是在50年代末开始发展的，1959年建成了我国靠前台2.5兆电子伏质子静电加速器，1962年又建成了我国靠前台2兆电子伏电子静电加速器。现今世界上约有数百台静电加速器。质子静电加速器除用于基础研究、核技术应用外，还应用于离子注入、放射性剂量仪表校刻等方面，同时它也为分子生物学、表面物理、束－箔光谱学等边缘学科的发展提供了重要的技术设备。电子静电加速器主要用于辐射化学、放射生物学、材料和元件的辐射改性(辐射处理)以及辐射育种、金属探伤和空间辐射模拟等。特别是辐射处理在工业上有广泛用途。

宝剑右方为外束引出管道，左方为探测仪器">

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