Электростатические генераторы

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