Пеллетрон

Пеллетрон — это электростатический ускоритель, по принципу действия аналогичный ускорителю Ван де Граафа. Принципиальное различие заключается в том, что электрический заряд переносится не диэлектрической лентой-транспортёром, а цепью, которая состоит из электропроводящих звеньев, соединённых между собой при помощи изолятора, благодаря чему обладает большей устойчивостью прироста напряжения и большим током от 0,1 до 0,5 мА для увеличения тока возможное параллельное включение машин.

Принцип действия

Устройство можно представить как систему конденсаторов с одной неподвижной обкладкой конденсатора (индуктор) и множества подвижных обкладок (пеллеты). При движении ленты подвижные обкладки получают заряд от источника постоянного напряжения , отсоединяются от подзаряжающего валика и едут наверх. Ёмкость, максимальная во время заряда обкладки, из-за отдаления от второй обкладки уменьшается до значения в верхней токосъёмной цепи, а напряжение растёт по закону . При достижении верхней токосъёмной щётки заряд переходит на обкладку накопительного конденсатора. Эта обкладка имеет сферическую форму, что способствует уходу заряда с токосъёмной щётки, так как заряд всегда распределяется по поверхности проводящей сферы. Прирост напряжения также ограничивается током утечки коронного разряда. Высоковольтная энергия состоит из энергии возбуждения и механической работы, причём большая часть полученной энергии обуславливается механическим переносом заряда от индуктора к накопительному конденсатору.

По конструкции электростатические генераторы отличаются формой привода подвижных обкладок, которые переносят заряд. Наибольшее распространение получили дисковые и ленточные варианты. Так как прирост напряжения зависит от изменения ёмкости, то в последних можно довольно легко достичь большую её разницу за счет малых зазоров и биений, также можно увеличить скорость переноса зарядов и использовать сравнительно низковольтное возбуждение, также можно соединить несколько машин последовательно, установив несколько дисков на одном валу.

Зачастую пеллетрон помещается в герметичный сосуд, заполненный изолирующим газом, например SF6 (гексафторидом серы). Характерные электрические напряжения на высоковольтном терминале пеллетрона составляют несколько мегавольт; максимальное полученное напряжение достигает 25 МВ на самом высоковольтном в мире ускорителк. В настоящее время пеллетроны получили достаточно широкое применение для ускорения различных типов частиц, например ионов, электронов, позитронов в таких установках как ускорительные масс-спектрометры (например, для прецизионного радиоуглеродного анализа), инжекторы ионов и т. п.