靜電粒子振蕩高能加速器的製作方法

2023-09-16 07:02:15

專利名稱：靜電粒子振蕩高能加速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種靜電粒子振蕩高能加速器(particle accelerator)是用人工方法產生高速帶電粒子的裝置。是探索原 子核和粒子的性質、內部結構和相互作用的重要工具，在工農業 生產、醫療衛生、科學技術等方面也都有重要而廣泛的實際應用。
背景技術：
自E.盧瑟福1919年用天然放射性元素放射出來的a射線轟 擊氮原子首次實現了元素的人工轉變以後，物理學家就認識到要 想認識原子核，必須用高速粒子來變革原子核。天然放射性提供 的粒子能量有限，只有幾兆電子伏特(MeV),天然的宇宙射線中 粒子的能量雖然很高，但是粒子流極為微弱，例如能量為1CT14 電子伏特(eV )的粒子每小時在1平方米的面積上平均只降臨 一個，而且無法支配宇宙射線中粒子的種類、數量和能量，難於 開展研究工作。因此為了開展有預期目標的實驗研究，幾十年來 人們研製和建造了多種粒子加速器，性能不斷提高。在生活中， 電視和X光設施等都是小型的粒子加速器。
應用粒子加速器發現了絕大部分新的超鈾元素和合成的上千 種新的人工放射性核素，並系統深入地研究原子核的基本結構及 其變化規律，促使原子核物理學迅速發展成熟起來；高能加速器的發展又使人們發現包括重子、介子、輕子和各種共振態粒子在
內的幾百種粒子，建立粒子物理學。近20多年來，加速器的應用 已遠遠超出原子核物理和粒子物理領域，在諸如材料科學、表面 物理、分子生物學、光化學等其它科技領域都有著重要應用。在 工、農、醫各個領域中加速器廣泛用於同位素生產、腫瘤診斷與 治療、離子射線消毒、無損探傷、負氧離子空氣淨化高能釋放、 高分子輻照聚合、材料輻照改性、離子注入、離子束微量分析以 及空間輻射模擬、核爆炸模擬等方面。迄今世界各地建造了數以 千計的粒子加速器。
目前，各類空氣負離子發生器、空氣淨化器、醫學理療負離子機 等無加速功能，因此，釋放的負離子由於受空氣阻力影響釋放量小， 傳送距離較短，範圍比較小，不能達到真正淨化空氣能力，特別是較 大空間，無法實現空氣淨化目的。

發明內容
本發明目的是針對上述不足之處提供一種靜電粒子振蕩高 能加速器，由於本發明設置有玻璃真空管，玻璃真空管內充填有壓 電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒，玻璃真空管一端裝有金 屬放電針，金屬放電針通過導線與高壓發生器相連接，玻璃真空 管另一端內裝有金屬靶，高壓發生器與金屬放電針，用以提供所 需加速的粒子，在真空度極高的玻璃真空管內向前發射，高速向 壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒轟擊產生類似核裂變能 量並且讓壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒發生形變和粒子產生更高的共振頻率，由金屬靶的牽引和吸收向玻璃真空管外 加能高速噴射釋放。本發明是用原子核和粒子物理的基礎研究， 提高能量和改善束流品質的實際應用。
靜電粒子振蕩高能加速器是採取以下方案實現靜電粒子振 蕩高能加速器包括高壓發生器、金屬放電針、玻璃真空管、壓電 陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒和金屬靶極板；玻璃真空管 內充填有壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒，玻璃真空管 一端裝有金屬放電針，金屬放電針通過導線與高壓發生器相連接， 玻璃真空管另一端內裝有金屬靶極板，金屬靶連接有金屬導線， 通過金屬導線引出到玻璃真空管外，玻璃真空管兩端壓扁玻璃封 口，玻璃真空管上設置有真空排氣口，通過真空排氣口將玻璃真 空管抽成高真空後，將真空排氣口外埠燒熔密封。所述的金屬 放電針可採用鉤金屬放電針。所述的金屬耙採用六硼化鑭金屬靶 極板。在所述的金屬放電針與金屬靶之間可設置有電磁場，電磁 場採用電磁鐵或永磁鐵。
工作原理1.高壓發生器與金屬放電針(鉤金屬放電針)，用 以提供所需加速的粒子，有負電子、正電子、質子、反質子以及 重離子等等。2.真空加速系統，為了使粒子在不受空氣分子散射 的條件下加速，整個系統放在真空度極高的玻璃真空管內。3.壓 電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒用以接受粒子轟擊產生類 似核裂變能量加之其壓變效應和粒子發生更高的共振頻率。4.導 引、吸引系統，用一定形態的電磁場和金屬耙(六硼化鑭LaB6)來引導並約束被加速的粒子束，使之沿預定軌道接受電場的加速 並發射並通過金屬導線引出到玻璃真空管外向玻璃真空管外加能 高速釋放。 一般加速器的效能指標是粒子所能達到的能量和粒子 流的強度(流強)。按照粒子能量的大小，加速器可分為低能加
速器(能量小於1(T8eV)、中能加速器(能量在1(T8 l(T9eV)、 高能加速器(能量在1(T9 l(Tl2eV)和超高能加速器(能量在 1CTl2eV以上)。本靜電粒子振蕩高能加速器是低能和中能加速器 主要用於各種實際應用。
高壓發生器與金屬放電針，用以提供所需加速的粒子，在真空 度極高的玻璃真空管內向前發射，因為粒子在真空中運動；
根據量子力學原理
一價電子電子電量e=1.6Xl(T9c， nF0.91Xl(T3°kg
1、 eu=-mv 2
其中e為電子電量，m為電子質量，v為速度，u為離子發生器
放電電壓，s為時間單位是秒。
u為離子發生器放電電壓，以6000V計算
能量丄mv^1. 6 X 10—19X6X 103J=9. 6X 10-16J=9. 6X 103ev 2
速度V ^ = 、/9.6xl(r' o2 m/s = 4.593X107 m/s
粒子會以每秒45930公裡的高速向壓電陶瓷或具有壓電特性的 天然礦石顆粒轟擊產生類似核裂變能量並且讓壓電陶瓷或具有壓 電特性的天然礦石顆粒發生形變和粒子產生更高的共振頻率，由金屬靶極的牽引和吸收向玻璃真空管外加能高速噴射釋放。
靜電粒子振蕩高能加速器設計合理，結構簡單、緊湊，由於本 發明設置有玻璃真空管，玻璃真空管內充填有壓電陶瓷或具有壓 電特性的天然礦石顆粒，玻璃真空管一端裝有金屬放電針，金屬 放電針通過導線與高壓發生器相連接，玻璃真空管另一端內裝有 金屬靶，高壓發生器與金屬放電針，用以提供所需加速的粒子，
在真空度極高的玻璃真空管內向前發射，以每秒45930公裡的高速 向壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒轟擊產生類似核裂變 能量並且讓壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒發生形變和 粒子產生更高的共振頻率，由金屬靶的牽引和吸收向玻璃真空管 外加能高速噴射釋放。在工農業生產、醫療衛生、科學技術等方 面也都有重要而廣泛的實際應用。如靜電粒子振蕩高能加速器廣 泛適於與各類空氣負離子發器、空氣淨化器，醫學理療負氧離子機， 臭氧離子或其它離子加速、釋放配套使用，可以大大增加負氧離子或 其他離子釋放距離和釋放範圍，擴大淨化空間範圍。


以下將結合附圖對本發明作進一步說明。 圖1是靜電粒子振蕩高能加速器示意圖。
具體實施例方式
參照附圖l,靜電粒子振蕩高能加速器包括高壓發生器、金 屬放電針7、玻璃真空管4、壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石 顆粒5和金屬靶3;玻璃真空管4內充填有壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒5，玻璃真空管4 一端裝有金屬放電針7，金 屬放電針7通過導線8與高壓發生器相連接，玻璃真空管4另一 端內裝有金屬靶3，金屬靶3連接有金屬導線1，通過金屬導線1 引出到玻璃真空管4外，玻璃真空管4兩端分別設有壓扁玻璃封 口2、 3,玻璃真空管4上設置有真空排氣口 9，通過真空排氣口 9將玻璃真空管抽成抽成-6mmHg以上高真空後，將真空排氣口外 埠 IO燒熔密封。所述的玻璃真空管4採用石英玻璃真空管。
所述的金屬放電針7所述的金屬放電針可釆用能與石英玻璃 膨漲係數相同的金屬如鉤金屬放電針。所述的金屬靶採用六硼化鑭 金屬靶極板。所述的高壓發生器可採用負離子發生器或高壓變壓 器。在所述的金屬放電針7與金屬耙3之間可設置有電磁場，電 磁場採用電磁鐵或永磁鐵。
具有壓電特性的天然礦石顆粒5可採用閃鋅(zincblende)、 鈉氯酸鹽(sodiumchlorate )、 電氣石(tourmaline )、石英 (quartz)、酒石酸(tartaricacid)、方硼石(boracite)、異極 礦(calamirie)、黃晶(topaz)、若歇爾鹽(Rochellesalt)中的 一種。這些晶體都具有非晶方性(anisotropic)結構，具有壓電 效應。
9
權利要求
1、一種靜電粒子振蕩高能加速器，其特徵在於包括高壓發生器、金屬放電針、玻璃真空管、壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒和金屬靶；玻璃真空管內充填有壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒，玻璃真空管一端裝有金屬放電針，金屬放電針通過導線與高壓發生器相連接，玻璃真空管另一端內裝有金屬靶，金屬靶連接有金屬導線，通過金屬導線引出到玻璃真空管外，玻璃真空管兩端壓扁玻璃封口，玻璃真空管上設置有真空排氣口，通過真空排氣口將玻璃真空管抽成真空後，真空排氣口外埠燒熔密封。
2、 根據權利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特徵 在於所述的金屬放電針採用鉤金屬放電針。
3、 根據權利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特徵 在於所述的金屬耙釆用六硼化鑭金屬耙極板。
4、 根據權利要求1所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特徵 在於所述的高壓發生器採用負離子發生器或高壓變壓器。
5、 根據權利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特徵 在於在所述的金屬放電針與金屬靶之間設置有電磁場，電磁場採 用電磁鐵或永磁鐵。
6、 根據權利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特徵 在於所述的具有壓電特性的天然礦石顆粒採用閃鋅、鈉氯酸鹽、 電氣石、石英、酒石酸、方硼石、異極礦、黃晶、若歇爾鹽中的 一種。
7、 根據權利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特徵 在於所述的玻璃真空管採用石英玻璃真空管。
全文摘要
本發明涉及的是一種靜電粒子振蕩高能加速器(particle accelerator)是用人工方法產生高速帶電粒子的裝置。包括高壓發生器、金屬放電針、玻璃真空管、壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒和金屬靶；玻璃真空管內充填有壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒，玻璃真空管一端裝有金屬放電針，金屬放電針通過導線與高壓發生器相連接，玻璃真空管另一端內裝有金屬靶，金屬靶連接有金屬導線，通過金屬導線引出到玻璃真空管外，玻璃真空管兩端壓扁玻璃封口，玻璃真空管上設置有真空排氣口，通過真空排氣口將玻璃真空管抽成真空後，真空排氣口外埠燒熔密封。
文檔編號H05H6/00GK101460004SQ200910028678
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月9日 優先權日2009年1月9日
發明者黃於展 申請人:黃於展