Máy gia tốc van de graff

Máy gia tốc Van De Graf

Nhóm 2 : Lưu Quang Đồng
Vũ Đức Dũng
Nguyễn Văn Sơn
Kiều Đình Lương
Bùi Viết Hoạch
Nguyễn Thành Phương
Nguyễn Công Bằng
Vũ Văn Toản


I. Lịch Sử Chế Tạo
 Máy gia tốc Van De Graff hay còn gọi là máy phát
điện Van De Graff được đặt theo tên của nhà vật lý
Robert Jemison Van de Graaff
ông đã phát minh vào năm 1929
tại Mỹ.

(20/12/1901-16/1/1967)


 Nguyên tắc chính trong việc gia tốc các hạt tích điện là cho các hạt này chuyển động giữa hai điện cực với
hiệu điện thế U.Sau khi đi qua hai điện cực này, hạt có điện tích Q sẽ nhận thêm một năng lượng :
E = qU

 Từ đó Van De Graaff

xây dựng thành công máy gia tốc tĩnh điện có điện thế lên đến hàng triệu volt.

 Mô hình đầu tiên được Van De Graff hoàn thiện vào 10-1929.


 Và được ông cải tiến vào năm 1931 với gia tốc hạt lên đến 1,5 MV.


Máy gia tốc được đặt trong nhà chứa máy bay

Bên trong băng tải của máy gia tốc


 Hiện nay máy được trưng bày vĩnh viễn tại bảo tàng khoa học Boston .


II. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động
II.1 Cấu Tạo

 Biến thế : T
 Bộ phận chỉnh lưu : K
 Tụ : C
 Hai mũi nhọn : O , D
 Băng tải : A
 Hai trục : P
 Quả cầu : B được cách
điện


II.2 Nguyên Lý Hoạt Động

 Từ biến thế T và bộ phận chỉnh lưu K (để tạo dòng 1

chiều) ,tụ C có nhiệm vụ cân bằng điện thế.

 Qua mũi nhọn O điện tích
được truyền lên băng tải A.

 Để tích điện liên tục
băng tải A được chuyển động
liên tục trên trục P.

 Qua mũi nhọn D điện tích
được chuyển từ băng tải A
sang quả cầu B.


 Các điện tích tích tụ tại bề mặt của quả cầu nâng điện
thế lên cho đến khi dòng điện rò từ điện cực ra xung
quanh bằng với dòng điện do băng tải A cung cấp và
được đưa vào ống gia tốc.



Năng lượng của hạt được gia tốc

phụ thuộc vào điện thế của
quả cầu và bản thân điện thế này
bị giới hạn bởi độ rò rỉ của
điện tích từ quả cầu ra không khí.


III .Các Loại Máy Gia Tốc Van de Graff

 máy gia tốc tĩnh điện nhỏ đường kính 2m :

Loại máy này có thể gia tốc hạt đến năng ượng 1,5MeV

Hình 2.6. máy gia tốc tĩnh điện loại nhỏ đường kính 2m


 Máy gia tốc tĩnh điện khác cấu tạo từ 2 quả cầu, trong đó có một tích điện âm và một tích điện dương.điện
thế giữa chúng lên tới 5 triệu vôn nên phải đặt ống điện tử nằm ngang.

Hình 2.7. máy gia tốc tĩnh điện

Hình 2.8. ống điện tử nằm ngang với hai quả cầu


 Do khí trơ có độ bền về điện cao hơn rất nhiều so với không khí bình thường nên người ta cho máy
gia tốc tĩnh điện vào trong một vỏ bọc chứa khí trơ dưới áp suất đến 15atm

Loại máy này với độ dài khoảng 9,5m gia tốc hạt đến 2,5 Mev.



IV .Ưu Và Khuyết Điểm Của Máy Gia Tốc Van De Graff
1.Ưu Điểm :

 Có độ đơn năng rất cao của chùm hạt có thể đạt đến 10^-6 hay hơn nữa.
 việc điều chỉnh năng lượng dễ dàng...
2. Khuyết Điểm :

 Khuyết điểm lớn nhất của máy gia tốc loại này là năng lượng chùm hạt thấp...

V .Ứng Dụng
 Đo được tiết diện tán xạ proton ( mà proton đó ở vùng năng lượng thấp với độ chính xác cao )
 Các máy gia tốc Tandem hiện đại có thể cung cấp chùm hạt tới hơn 40 loại ion khác nhau từ hydro tới
urani.

 Máy gia tốc Tandem được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu vật lý hạt nhân, đặc biệt là vật lý ion


nặng. Ngoài ra còn là nguồn ion sơ cấp cho các máy gia tốc lớn.

Trong ứng dụng thực tế máy gia tốc Tandem được sử dụng trong phân tích nguyên tố (RBS, PIXE),
cấy ghép ion (implantation)…

 Được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học...


THANKS YOU FOR YOUR
ATTENTION