Электростатические генераторы, или генераторы Ван-де-Граафа, применяются в ядерной физике, начиная с тридцатых годов. Они позволяют получать напряжение до 15 МэВ. Такой генератор изображен на рис. 3.
Важнейшей частью электростатического генератора является зарядное устройство. Для зарядки высоковольтного электрода служит гибкая лента, сделанная из изолирующего материала, чаще всего — из прорезиненной хлопчатобумажной ткани (рис. 4). Лента приводится в движение вращающимся валом. В нижней, низковольтной части на ленту наносятся электрические заряды; в верхней, высоковольтной части они снимаются. Движение зарядов, таким образом, происходит в направлении, обратном тому, по которому двигались бы заряды при возникновении обычного электрического тока. Заряд и потенциал высоковольтного электрода при движении заряженной ленты постепенно увеличиваются. Это увеличение происходит до тех пор, пока токи утечки не сравняются с зарядным током, или пока не возникнет электрический пробой.
Электрические заряды наносятся на ленту и снимаются с нее с помощью разряда, возникающего на концах специальных — зарядных и разрядных — острий (игл). Зарядные иглы устанавливаются вблизи ленты; на них подается напряжение несколько десятков киловольт, достаточное для того, чтобы заряды начали стекать с острия.
Рис. 4. Схема зарядного устройства электростатического генератора.
Когда заряженная часть ленты оказывается внутри высоковольтного электрода, заряды с ленты снимаются. Напряжение на снимающих остриях создается небольшим генератором, расположенным внутри высоковольтного электрода. Генератор приводится в движение ведомым валом ленты.
Рис. 3. Электростатический генератор со снятым колпаком.
Внутри высоковольтного электрода, как мы видим, приходится располагать довольно много всякого оборудования. Высоковольтный электрод имеет поэтому форму колпака. Весь генератор Ван-де-Граафа прикрыт другим, еще намного большим толстостенным колпаком, способным выдержать давление 10-15 атмосфер. Для увеличения электрической прочности внутрь этого колпака накачивается тщательно осушенный газ — чаще всего азот с примесью специального вещества, повышающего электрическую прочность газовой смеси — элегаза SF6. Под давлением находятся все части генератора, кроме внутренней полости
