ソースを探す。 “Van de Graaff generator” – ニュース – 新聞 – 書籍 – scholar – JSTOR (May 2019) (Learn how and when to remove this template message)
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高電圧電極の内部に少量の電荷を機械的に輸送する静電発電機の概念は、1867年にウィリアム・トムソン(ケルビン卿)が発明した、同じ極性の電荷を持つバケツに電荷を持った水滴を落として電荷を加えるケルビンスポイトに端を発しています。 この種の機械では、バケツの静電場に対抗して、重力で水滴を移動させる。 ケルビン自身が最初に提案したのは、水の代わりにベルトを使って電荷を運ぶことだった。 ベルトを使って電荷を運ぶ最初の静電機械は、1872年にアウグスト・リーギによって作られた。 1872年にアウグスト・リーギが製作したもので、インドゴム製のベルトにワイヤーリングを巻き付けて電荷を運び、それを球状の金属電極に通したものである。 電荷は、接地された下側のローラーから、荷電板を用いた静電誘導によってベルトに印加される。 ジョン・グレイも1890年頃にベルトマシンを発明している。
ヴァンデグラフの直接的なインスピレーションとなったのは、1920年代にW.F.G.スワンが開発していた、金属球の落下によって電荷を電極に運ぶ発電機で、ケルビンのスポイトの原理に戻っています。
球体電極にはすでに同じ極性の高い電荷があるにもかかわらず、ベルトから取り出された電荷が球体電極の外側に移動する理由は、ファラデーのアイスペール実験で説明されています。
ヴァンデグラフ発電機は、1929年から物理学者のロバート・J・ヴァンデグラフがプリンストン大学でフェローシップを得て、同僚のニコラス・バークの助けを借りて開発されました。 最初のモデルは1929年10月にデモンストレーションされた。 最初の機械は、普通のブリキ缶と小さなモーター、そして5と10の店で買ったシルクのリボンを使ったものだった。 その後、彼は物理学科の学科長に、改良版を作るために100ドルを要求した。 苦労してお金を手に入れたのである。 1931年には、150万ボルトを達成したことを報告できた。「この機械は、簡単で安価で持ち運びができる。 この機械は、簡単で安価で持ち運びができる。
ヴァンデグラフは1931年12月に2つ目の特許を申請し、純利益の分配と引き換えにマサチューセッツ工科大学に譲渡されたが、この特許は後に認められた。
ヴァンデグラフは1933年に、エドワード・H・R・グリーン大佐から寄贈されたMITのラウンドヒル施設で40フィート(12m)のモデルを製作した。
ヴァンデグラフの加速器の一つは、十分な大きさの2つの荷電ドームを使用しており、それぞれのドームの中には、加速ビームのソースを供給するラボと、実際の実験を分析するラボがあった。 ドーム内の機器の電源はベルト式の発電機を使用しており、2つのドームの間を鳩が飛ぼうとして放電してしまうという、なんとも残酷な結末を迎えたこともあった。
1937年、ウェスチングハウス・エレクトリック社は、ペンシルバニア州フォレストヒルズに5MeVを発生させる65フィート(20m)のマシン「ウェスチングハウス・アトム・スマッシャー」を建設した。 1937年、ウェスチングハウス・エレクトリック社がペンシルバニア州フォレスト・ヒルズに5MeVを発生する65フィート(20m)の装置「ウェスチングハウス・アトム・スマッシャー」を建設し、民生用の核研究が始まった。
より最近の開発では、1つ以上のファンデグラフ発電機を含むタンデムファンデグラフ加速器があり、負電荷のイオンが1つの電位差を通って加速された後、2つ以上の電子を剥ぎ取り、高電圧端子の内側で、再び加速されます。
1970年代には、高圧の六フッ化硫黄(SF6)ガスをタンクに入れて電子を閉じ込めて火花が出ないようにしたタンデムの端子で、1400万ボルトもの電圧が得られるようになりました。 これにより、軽イオンの直接核反応を調べるのに十分な、数十メガ電子ボルトの重イオンビームを発生させることができた。
さらに開発されたのがペレトロンで、ゴムや布のベルトの代わりに、短い導電性の棒を絶縁リンクでつないだチェーンを用い、空気イオン化電極の代わりに、接地されたローラーと誘導充電電極を用いたものである。 チェーンはベルトよりもはるかに大きな速度で動作し、電圧、電流ともに従来のファンデグラフ発電機よりもはるかに大きな値が得られる。 オーストラリア国立大学の14UD重イオン加速器には、1,500万ボルトのペレトロンが設置されている。
デーズベリー研究所の核構造施設(NSF)は、1970年代に提案され、1981年に完成、1983年に実験を開始しました。 NSFは、高さ70mの特徴的な建物の中に、定常的に20MVで動作するタンデム式ファンデグラフ発電機が設置されています。 高さ70mの特徴的な建物に設置され、陽子からウランまで80種類のイオンビームを加速して実験に使用した。 特に、希少な同位体や放射性物質のビームを加速できるのが特徴だった。 NSFを使った最も重要な発見は、超変形原子核の発見である。 この原子核は、軽い元素が融合してできたもので、非常に速く回転します。 この原子核が減速する際に放出されるガンマ線のパターンから、原子核の内部構造について詳細な情報を得ることができた。 NSFは財政削減のため、1993年に閉鎖された
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