高电压新技术的发展

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1、特朗普：高电压技术的新发展概要静电和电磁直线加速器最初由罗伯特范德格拉夫在核科学中提出，重离子可以通过高电压在多级（串联）多剥离离子加速技术中的应用上的优势向段水平层移动。一种解释表明,这些谨慎的步骤取决于这个指数的最新进展，主要是最高的一个可靠的电压或一系列的终端。在对压缩绝缘气体和关于在长期高梯度加速管电过程的控制最近的研究进行了描述。这表明了在终端和列梯度适用后对现有的加速器速度的进一步提升的可能性大幅增加有重要意义。简介从卢瑟福退休到1921年，他曾在英国皇家学会表示，他长期对高能重粒子源的研究有很高的期望。对这种粒子的更高能量和核结构及物理强

2、度高能量的研究需要不断加强。如今，粒子加速器技术驱动的发现使得自己的核科学获得不小的成就，在过去的40年，因大型系统的成本迅速增长而受到阻碍。但是,现在它有了更好的实现方法,大大提高了加速粒子的能量经济的必要性，从而使在操作梯度和加速系统功率密度大幅度增加。因此，这正好和我今天下午将讨论一些新的思路和高电压发展的观点一致，这些观点和技术又可以越来越多的提升我们的生产能力，它能使整个原子粒子更有活力，使能源、质量、充电状态得到正确的选择。我打算将这次的讨论中心围绕着带点发生器和电子管，这些都是由罗伯特范德格拉夫在36年前率先提出的，在这些年里，其中有些已

3、经获得了核科学认可为精密能源的核项目。这个熟悉的静电高压源现在由绝变压器来补充。这是一个新的电磁发电和原始转换的方法，这些方法都是范德格拉夫在他最后的几十年时光中所倡导的，其目的是为了满足粒子在能量输出和功率快速增长的需求。事实上，这些新的测量电和磁场的原则和技术是非常有用的，因为他们不仅使用于生产高激烈高粒子能源，而且对未来的高压电力系统，特别是那些涉及更高的电压和功率的单元有深远的意义。罗伯特范德格拉夫于今年1月16日不幸离世，很多联盟人士以及专研于世界物理科学人士都对罗伯特范德格拉夫的消息感到无比的悲痛，我作为他的学生，曾受到他深深的教诲，鼓励和

4、对多年的友情，在此，我对他表示最深的感谢和赞赏。电气设备的能量密度是指输出电量的单位体积和单位重量。我国的电力系统容量和密度相比于过去80年有了更大的提高，这都得益于效率和可靠性的提高。在粒子加速器技术中,粒子的能量和功率密度的升幅都同样令人印象深刻，并通过自定义的步骤来继承。电容量的巨增最先是通过气体的压缩技术得到的启发的。得益于帕森，那特尔，汤森的工作，以和其它很多高气压气体的有益影响，以及罗伯特范德格拉夫的时代已经受到赞赏的带电粒子。通过先前罗伯特范德格拉夫空气是绝缘的描述，空气压缩的趋势将会是不可避免。如果一个高压静电系统介质绝缘强度因子K增加

5、，则其所有线性尺寸减少k倍，这个原则是很被人们所熟知。但是这种优越的介电发电机皮带也增加了电场由输送带产生的费用。在极限情况下，这样一个完美的绝缘介质可以使设备的容量减小k3倍，当然在电压和电机设备中也同样适用。因此，在大型静电绝缘加速装置发明后甚至是在它放在波士顿科学博物馆之前的20多年里，同样的绝缘加速装置已经出现了。并且它的体积可以比现在的大型加速装置小千分之一。更重要的是，电压和功率密度的增加使得较高的质点能量的实用性大大提高。其次，在增加粒子能量同时保持功率的密度不变的重要一步是采用串联的串列加速器原理。对串列加速器的线性加速粒子进行极性切换

6、，同时通过高电压端传递。这个重要的概念，最早由WHBennett提出，2个技术要有很好的出现机会,都要等上20年。在50年代初期，范德格拉夫，作为领罗兹奖学金的研究生，曾经在牛津大学实验室研究了气态离子，经过不懈的努力争取，终于说服他在高电压技术联营公司，采用这种多级粒子加速方法。适用于单光带电的核粒子加速，串联极性开关方的应用,法使得有可能使用一个高电压端的双重能量增益。功率密度观点:压力绝缘的高压系统的容量往往会随着电压的最简单的两阶段的串联原则的适用，使带电粒子输出能量增加了两倍的容量。单级串联加速器中串联方法的深远意义的优势是它的位置，外部的压

7、力隔热罐体封闭高梯度加速系统，离子源和初始波束成型设备。这大大提高了整个系统的可靠性时间的灵活性和离子注入的多功能性。在过去的十年中，双级串联加速已经扩展到十多个国家，有超过40种范德格拉夫串列加速器正在积极研究或者在先进的核科学实验室安装了。为了满足对更高能源的要求，范德格拉夫设计了三级和四级的串联加速系统。三级系统通常有两个加速装置，两个装置分别装有独立的水槽以及极性相反的端子。第一阶段或者是注射器层，是通过在高电压端子上产生一些负离子来启动加速器的。虽然这些离子可以在端子中的离子源中形成，它们也能由水槽外的中性粒子来形成。这些加速以及聚集后的负离

8、子接着就进入第二层。当它们靠近正极性端子时，再次获得能量。这些正离子返回地面过程中潜伏在的第三