قبل أن نتناول العوامل التي تحد من زيادة الطاقة في معجل الفان دي جراف يجب أن نعالج مشكلة قياس الفلطية أولا، اذ أن هذا على جانب من الأهمية كذلك بالنسبة لفحوص طاقات التفاعل ومستويات الطاقة النووية. وتعتبر دقة قياس طاقة الجسيمات بالوسائل الفنية الحالية في حدود قليل من ك إف لمولد الكتروستاتي 5 م إف. كما يعتبر «الفولتميتر المولد» واحداً من أشهر الطرق المستخدمة للماكينات الفردية الطرف. ويتوقف مبدؤها على الشحنة الاستاتية المستحثة على لوح معدني معزول أو «ريشة» مروحية (vane) بالقرب من حاوي الضغط الخارجي المحيط بالطرف. وتعين قيمة الشحنة المستحثة بواسطة المجال الكهربي الناشيء عن الطرف المشحون عند موقع الريشة. ثم يتم تكبير وتقويم الفلطية الاستاتية المترددة المستحثة على الريشة الدوارة لتؤخذ قيمتها كمقياس للجهد الطرفي. والطريقة الأخرى القياس فلطية الطرف تكون بقياس التيار المار في صف مقاومات ذي مقاومة عالية متصل بين الطرف والأرض. وهذا يمكن أن يخدم كذلك كمقسم للجهد إذا تم تحجيبه بعناية لمنع فواقد الاكليل وذلك حتى يمكن تزويد جهد موزع بتناسق خلال أنبوبة التعجيل. ومن ناحية أخرى يستخدم الانحراف المغناطيسي أو الكهربي لحزمة الجسيمات المشحونة في معظم المعجلات الحديثة لمعايرة الفلطية .

وبجانب تفريغات الاكليل فان واحدة من أعظم المشاكل خطورة في الحد من جهد الطرف هي تحميل الالكترونات الذي يسببه الانبعاث الثانوي للالكترونات المحررة من الأقطاب أو من جدران أنبوبة التعجيل . وتعجل هذه الالكترونات الثانوية في الاتجاه المضاد بما يزيد تيار الأنبوبة ، وهكذا تحد من جهد الطرف عند معدل شحن ثابت ، وتكون شدة الأشعة السينية الناتجة عالية الى درجة أنها تكافيء أشعة جاما الخارجة من عدة كيلوجرامات من الراديوم . وبناء على ذلك نتج عن التحديد الناتج من تحميل التيار طاقات للأيونات الموجبة تحت الحد العملي المعمول به في المولد بدون أنبوبة التعجيل. وتقدر قيمة نقص الفلطية بمعامل يصل الى 0٫2 الى 0٫4 على أن تأثير التحميل يمكن تقليله باستخدام سرعات ضخ أعلى ، وحواجز أفضل لمنع تدفق الغاز أو مصايد مبردة . وقد أعطيت دراسات مسحية متقنة عن مشكلة التحميل الالكتروني.

الشحن يمكن أن تحدث شرارة تؤدي الى تدمير الحزام . إن هذا التحديد للطاقة يمكن معالجته بزيادة الضغط بنفس الطريقة التي يرفع بها جهد الطرف. وعلى سبيل المثال فعند ضغط قدره 10 جوي يمكن أن تكون كثافة شحنة السير 2 × 10 ^-4 كولوم/ م ² ، وبذلك تزيد بمعامل قدره حوالي 4. كذلك ساهمت التحسينات التي ادخلت على مادة السير ومعالجتها في تقليل مثل هذه الصعوبات .

ويُلاحظ أن الطاقة القصوى التي يمكن تحقيقها في مولد الكتروستاتيكي قصير مسألة هندسية وتطويرات تقنية قادرة على التغلب على الصعوبات المذكورة فيما تقدم والتي تحد من كثافة شحنة السير وجهد الطرف. وتقع الجهود القصوى الممكن الحصول عليها عادة في المدى من .4 الى 6 م ف على أن الطاقات القصوى المعروفة التي تحققت في معجلات الأيونات الموجبة « الفردية - المرحلة ، تكون واحدة منها في «إم آي تي » والثانية في معمل «لوس آلاموس ». وكلاهما مقدر أصلاً 12 م إف. كما أن كلا المعجلين مقام رأسياً ويستخدمان خزانات تضاغط من أجل العزل . فمعجل «إم آي تي يستخدم مزيجاً من النيتروجين (80%) وثاني أكسيد الكربون (20٪) عند 400 رطل بوصة² ، وطول العمود العازل 18 قدم ، وعرض السير الحامل للشحنة 18 بوصة ويدار بمحركين قوة كل منهما 5 حصان . وبجانب أنبوبة تعجيل الأيونات الموجبة يوجد أنبوبة أخرى للضخ التفاضلي ، كما أن مغناطيس التحليل يسمح لحزمة الأشعة الأيونية بالتأرجح الى محطات تجريبية متناوبة داخل حجرة المختبر الكبيرة المدرعة. وقد كانت الفلطية القصوى العاملة 9 م ف .

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

معجلات الفان دي جراف الترادفية

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