Jokin aika sitten koko maailma puhui LHC: stä - suuresta hadronin törmäyksestä, joka on vaurioituneiden hiukkasten kiihdytin törmäyssäteissä. Tätä valtavaa laitetta käyttävät tutkijat ympäri maailmaa. Varatut hiukkaskiihdyttimet voidaan kuitenkin rakentaa erilaisille periaatteille. Tänään haluan muistaa yhden laitteen, joka käyttää työssään sähköstaattista periaatetta.
Vuonna 1929 Massachusettsin yliopiston tutkija Van de Graaf rakensi uskomattoman laitteen, joka tuottaa erittäin korkeajännitekentän. Ja tähän hän käytti dielektristä nauhaa, joka liikkui sähkömoottorista ja sähköistettiin ionisoidun ilman avulla. Ensimmäinen laite mahdollisti 80 kV: n latausten tuottamisen. Mutta vuosina 1931 ja 1933 rakennetut generaattorit tuottivat vastaavasti miljoona ja seitsemän miljoonaa volttia!
Generaattori koostuu parista hihnapyöristä (alempi on metallinen ja ylempi valmistettu dielektrisestä materiaalista), nauhasta, pallomaisesta elektrodista, tuista (tai sarakkeista, suurissa asennuksissa) ja jännitelähteestä. Mitä suurempi pallo, sitä suurempaa jännitettä voidaan saada.
Van de Graaff -generaattorien avulla hiukkasia kiihdytettiin pitkään erilaisiin ydintutkimuskokeisiin. Myöhemmin ne korvattiin edistyneemmillä laitteilla, mutta nämä generaattorit ovat edelleen käytössä.
Niitä käytetään esimerkiksi ydinreaktioiden suorittamiseen tai hiukkasten injektoimiseen nykyaikaisiin kiihdyttimiin. Suurin osa ydinlaboratorioista on aseistettu de Graaff -laitteella. Myös generaattorit ovat löytäneet paikkansa lääketieteessä: niitä käytetään sädehoitoon ja erilaisiin tutkimuksiin.
Ja tietysti oppikirjoina - sähköstaattisina kokeina tai salamanpurkauksien jäljitelmänä - laite onnistuu erinomaisesti. Tähän upeaan laitteeseen perustuvia leluja on jopa.
Mainosvideo:
Yksi tunnetuimmista ja näyttävimmistä kokeista de Graaf-generaattorin kanssa on "hiukset lopussa" -kokemus. Osallistuja seisoo dielektrisellä matolla ja koskettaa generaattorin palloa. Laite on päällä ja - kyllä, se on totta - hiukset seisovat lopussa. Tämä generaattori, kuten Marx-generaattori, on tappava ihmisille, jos sitä käytetään väärin, joten kaikki kokeet on tehtävä erittäin varovaisesti.