Techniklexikon

Van-de-Graaff-Beschleuniger

Teilchenphysik, Bandbeschleuniger, Teilchenbeschleuniger, der den Van-de-Graaff-Generator nutzt. Dieser elektrostatische Generator besteht im wesentlichen aus einem Endlosband aus Isoliermaterial und einer isoliert aufgestellten Elektrode in Form einer Hohlkugel. Die benötigte Ladungsart wird auf das Band aufgebracht, von diesem in das Innere der Hohlkugel transportiert und dort vom Band abgestreift, wodurch die Hohlkugel aufgeladen wird. Die Kugel ist leitend mit der obersten Elektrode des eigentlichen Teilchenbeschleunigers verbunden, der auch die Ionenquelle enthält (siehe Abb.1). Durch geschickte Wahl der äusseren Parameter lassen sich Spannungen bis zu 10 MV erzeugen. In Form des Tandem-van-de-Graaff-Beschleunigers (siehe Abb. 2), der die doppelte Beschleunigung wie ein einzelner Hochspannungsgenerator erlaubt, wurde das Gerät noch verbessert. Die Besonderheit beim Tandem-Generator besteht in einer elektrischen Umladung der Ionen. Nach der ersten Beschleunigungsstufe, die dem normalen Van-de-Graaff-Generator entspricht, laufen die negativen Ionen durch einen Gasstripper, wobei sie durch Stösse mit den Gasatomen negative Ladungen verlieren und als positive Ionen ein zweites Mal beschleunigt werden können.

Van-de-Graaff-Beschleuniger 1 : Prinzip des Van-de-Graaf-Generators als Teilchenbeschleuniger. 1 Kuppel, 2 Ionenquelle, 3 Abnahmekamm, 4 Widerstandssäule, 5 Potentialring, 6 Beschleunigungsrohr, 7 Band, 8 Strahl beschleunigter Teilchen, 9 Aufsprühkamm, 10 Aufsprühspannung.

Van-de-Graaff-Beschleuniger 2: Schematischer Aufbau eines Tandem-van-de-Graaff-Beschleunigers.