电磁学小论文-物理

静电加速器的研究与探讨

班级物理101 姓名教师姓名

摘要：本论文通过分析原理的方法对静电加速器进行研究，得出静电加速器是以静电型高压发生器作为高压电源的加速器的结论。它主要是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。静电加速器属于低能加速器，主要作各种技术应用。关键词：静电加速器高压电荷绝缘

引言

静电加速器的发明，为人类文明发展作出了巨大贡献。使核物理学、粒子物理学得到了迅速发展。加速器的发明和发展的过程，也就是人类认识物质结构、特别是认识亚原子结构的过程，通过研究能进一步明确人类认识物质结构的发展方向。

正文：图一为动带型

静电高压发生器的工

作原理图。把高压电

极近似看做闭合金属

壳，则壳的内壁只能

具有与壳内空间的电

荷异号的电荷，即负

电荷，故针尖得到的

正电荷不断传到电极

外壁，并使电极与地之间的电压不断升高。这是从内部向导体壳输送电荷的一个实例。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，它对地的电压可由公式1 来决定。

公式1

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台完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。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，最后打到靶上，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)

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。

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。

参考文献：

<1> 教科书《电磁学》第二版第60页

<2> /view/97188.htm