ペレトロン

ペレトロンは静電発電機の一種で、構造的にはヴァンデグラフ発電機に似ています。^[1]ペレトロンは、最大500キロボルト（kV）の電圧と最大1メガ電子ボルト（MeV）の運動エネルギーのビームエネルギーを生成する小型ユニットから、25メガボルトを超える直流電圧に達し、 900MeVを超えるエネルギー のイオンビームを生成する最大システムまで、さまざまなサイズで製造されています。

F.ヒンターバーガーのレビュー論文^[2]によると、ペレトロンは1960年代半ばにレイモンド・ハーブ教授によって初めて開発されました。^[3] 1965年にレイはJAフェリーとT.パウリーとともにナショナル・エレクトロスタティックス・コーポレーションを設立し、当時の素粒子物理学研究に必要とされていた大型のヴァンデグラフ装置の問題の解決策としてペレトロンを製造しました。

ヴァンデグラフ式マシンと同様に、電荷は機械的な輸送システムによって移動します。電荷は「ペレット」（絶縁材料で作られたリンクで接続された導電性チューブ）のチェーンで運ばれ、ペレトロン端末に高電圧を蓄積するために使用されます。移動するペレットは電荷が閉じ込められる可変容量を形成します。そのため、ペレットが充電電極から蓄電池に向かって移動し、接地に対する容量が減少すると、電荷は電極以外ではペレットに出入りできないため、電圧が上昇します。

ペレットが駆動プーリまたは上部ローラーに接触して電荷移動を促進している一方で、ペレットがプーリ/ローラーに近づいたり離れたりするときには、帯電電極がペレットの非常に近くに引き寄せられ、ペレットへの電荷移動が最大化されます。正端子のペレトロンでは、ペレットは駆動プーリを離れる直前に負に帯電したインダクタ電極の下を通過し、接地された駆動プーリとの接触を断つときにペレットの有効正電荷が最大化されます。最も効率的な配置、いわゆる上下充電では、両端に 2 つの非接触電極があります (下向きのペレット近くの下部に正の「サプレッサー」があり、プーリに接触するときにピーク放電電流を制限し、その後、上側に負の「インダクタ」電極があり、出て行くペレットの正電荷が最大化されます)。上部では状況が逆になるため、上部ローラーでは、到着するペレットは負に帯電したプレートの電界を受け、出発するペレットは正に帯電したプレートの電界を受けます。これにより、ローラーと上部電極への電荷移動が最大化されます。

_{このシステムは、 SF6}（六フッ化硫黄）などの絶縁ガスで満たされた圧力容器と真空にされたビームラインで囲まれており、端子と接地間の電位差を利用して、陽電子、電子、正負イオンなどのさまざまな粒子を加速します。

ヴァンデグラフ発電機のベルトと比較すると、ペレットチェーンはゴムベルト よりも高速で動作し、摩耗による粉塵や停止もなく、より高い電圧と電流を生成します。チェーンはヴァンデグラフのベルトよりも均一に充電できるため、端子電圧、ひいては粒子加速器のエネルギーがより一定になります。大型ペレトロンの設計では、通常、数十 MV の DC 電圧を生成できます。

ペレトロン粒子加速器は、材料分析、原子物理学、半導体の開発と製造、製薬研究、炭素年代測定やその他の希少同位体の測定のための超高感度質量分析計など、多くの分野で使用されています。電気的には同一ですが、機械的には異なるシステムがラダートロンです。これは、連結されたはしごに物理的に似ていることからそのように名付けられました。

• ペレトロンの操作アニメーション（pelletron.com）
• ペレトロン —マックス・プランク金属研究所、シュトゥットガルト、ドイツ (アーカイブリンク)
• Pelletron.com — ナショナル・エレクトロスタティックス・コーポレーション
  • 設置されているペレトロン約240台のリスト