بسبب درجة الثبات العالية لطاقة حزمة الأشعة في مولد الفان دي جراف وكذلك لسهولة مبدأ تشغيله ، ادى الاهتمام المتواصل لتطويره الى نشوء الفان دي جراف الترادفي حيث يمكن استغلال جهد الطرف بضع مرات في تعاقب للحصول على طاقات خارجة أكبر مرتين أو مرات أكثر من المتحصل عليها في معجل ذي مرحلة واحدة ، ويتحقق هذا بأن يعكس شحنة الأيونات المعجلة في المعجلات المتوالية. الا أن عمليات تبادل الشحنة تؤدي إلى تقليل شدة حزمة الأيونات. وبالرغم من ذلك فقد أثبتت المعجلات الترادفية أنها انجاز هائل نظراً لأن مجموعة كبيرة منتجارب الفيزياء النووية لا

شكل (1) معجل ترادفي ثنائي المراحل

تحتاج الا الى قليل من الميكرو أمبيرات التي تكون كافية في حين تطلب

طاقات أعلى .

 في النوع ذي المرحلتين الموضوع بشكل 1 يوجد مصدر أيونات للتردد العالي خارج المعجل ينتج حزمة من أشعة البروتونات عالية الكثافة التي تعبر قناة اضافة الالكترونات المحتوية على غاز الايدروجين عند ضغط كاف بحيث ينبثق حوالي 1٪ من البروتونات على شكل أيونات لذرات الايدروجين سالبة الشحنة وتعجل هذه الأيونات السالبة الى الطرف الموجب الشحنة الذي يقام على دعائم عازلة في وسط أنبوبة التعجيل. وفي الطرف الموجب تعبر الأيونات السالبة قناة « تقشير » (stripping ) الأيونات التي تحتوي على غاز الايدروجين حيث تحول الأيونات السالبة الى بروتونات تعجل في أنبوبة التعجيل الثانية الى جهد الأرض. وتكون طاقة الجسيم الناتجة (أ + ن)ف، حيث ن = عدد الشحنات الموجبة على الأيون بعد ان يكون قد مر داخل أنبوبة «التقشير » ، ف = جهد الطرف. ويجدر بالذكر أن استخدام نوع متقدم وكفي من مصادر الأيونات ذي خواص جيدة، كأن يكون تياره كبيراً وانبعاثيته منخفضة ( low emittance ) ، انما يبسط بشدة قدرة المعجل الترادفي على تعجيل الأيونات الثقيلة، وغالباً ما يستخدم مصدر أيونات الديوبلازما ترون على أنه يتم تحريف حزمة الأيونات في معظم الحالات الى 90^∘ بعد التعجيل باستخدام نظام مغناطيسي دقيق يحلل الجسيمات طبقاً لكمية الحركة (momentum) كما يعطي اشارة استقرار جهد الطرف الموجب. وتعرف احدى الخواص الأساسية لمثل هذا المغناطيس بحاصل ضرب الكتلة - ك طا الطاقة وتعريفها حيث ك كتلة الجسيم بوحدات الكتلة الذرية ، الطاقة بالمليون الكترون فلط ، « د » عدد الشحنات الأولية التي يحملها الجسيم. وتصنع هيئة هاي فولتيج كوربوراشن ، بأمريكا معجلات تقدر طاقتها القصوى بـ 12م إف ويمكن تغييرها من 2 الى 12 م إف ، وتيار حزمة البروتونات بها يقدر بـ 4 ميكرو أمبير ويصل الى 10 ميكرو أمبير عند قطر للحزمة 3 ملي مترات. وأجزاؤها الرئيسية هي :

1 - نظام مصدر الأيونات السالبة حيث تنتج الأيونات السالبة من مصدر للأيونات الموجبة الكثيفة عند جهد الأرض ، ثم تركز حزمة الأيونات وتعجل الى غرفة « تبادل الشحنة» . حيث تقتني الأيونات إلكترونين .

وبعد التركيز الاضافي وتحليل الطاقة والتعجيل المسبق تحقن حزمة الأيونات السالبة داخل منطقة الفان دي جراف حيث تعجل بعد ذلك الى الطرف ذي الفلطية العالية على أن مصادر تغذية القدرة وأجهزة التحكم في المصدر تكون متاحة عند جهد الأرض خارج المنطقة المضغوطة. هذا ويزود مصدر الأيونات ومناطق تبادل الشحنة بالضخ التفاضلي .

 2-  نظام تعجيل الفان دي جراف: تولد الفلطية العالية لتعجيل الأيونات السالبة بواسطة فان دي جراف يرفع طرف فلطيته العليا بين عمودين عازلين طول كل منهما 12 قدم وهو مقام أفقياً تحت ضغط . كما أن كلا العمودين مزودان بمسطحات متساوية الجهد ومعزولة كهربياً بمقاومات مقسمة للجهد ويرتكز العمودان على الشفتين (flanges ) الطرفيتين لأوعية ضغط الفان دي جراف ويحتوي طرف الفلطية العالية على غرفة تبادل الشحنة والملحقات الأخرى التي يتم التحكم فيها عن بعد .

3-   نظام التفريغ ، وامتداد أنبوبة الطاقة العالية : توصل أنظمة ضخ انتشارية من الزئبق وعالية السرعة الى أنابيب التعجيل الممتدة وذلك عند نهايات حقن الأيونات والطاقة العالية للمعجل التوافقي ، كما تزود مصايد للنيتروجين السائل. وعند نهاية الطاقة العالية توصل أنبوبة تعجيل الأيونات الموجبة التي تضم الصمامات البوابية ، ومجمعات توجيه حزمة الأيونات ، وعدسات الميل المتردد لتركيز حزمة الأيونات ونظام مشاهدة الحزمة الأيونية. وبالاضافة الى هذه الأجزاء توجد دعائم التعجيل الحاملة ونظام تجفيف الغاز

ولقد تم بناء فان دي جاف ترادفي ليعطي طاقة قدرها 16 م إف.

مواضيع ذات صلة

مصطلحات الفيزياء النووية

إزاحة حمراء REDSHIFT

المركبات النانوية (Nanocomposites)

مولد فان دي جراف الالكتروستاتي

التطويرات التقنية الحديثة في المعجلات الالكتروستاتية

معجلات الالكترونات الالكتروستاتية

الحد من زيادة الطاقة في معجل فان دي جراف

أنبوبة التعجيل قي معجلات الجسيمات من نوع فان دي جراف

ارتكاز معجل فان دي جراف

مبدأ تشغيل معجل الفان دي جراف

القضايا الأخلاقية المتعلقة بتكنولوجيا النانو

التغيرات الاجتماعية المصاحبة لتقنية النانو