專利名稱：靜電粒子振蕩高能加速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是 一 種靜電粒子振蕩高能加速器
(particle accelerator)是用人工方法產(chǎn)生高速帶電粒子的裝 置。是探索原子核和粒子的性質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互作用的重要工 具，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)技術(shù)等方面也都有重要而廣 泛的實(shí)際應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自E.盧瑟福1919年用天然放射性元素放射出來(lái)的a射線轟 擊氮原子首次實(shí)現(xiàn)了元素的人工轉(zhuǎn)變以后，物理學(xué)家就認(rèn)識(shí)到要 想認(rèn)識(shí)原子核，必須用高速粒子來(lái)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1(T14 電子伏特(eV )的粒子每小時(shí)在1平方米的面積上平均只降臨 一個(gè)，而且無(wú)法支配宇宙射線中粒子的種類、數(shù)量和能量，難于 開(kāi)展研究工作。因此為了開(kāi)展有預(yù)期目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)研究，幾十年來(lái) 人們研制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(shè)施等都是小型的粒子加速器。
應(yīng)用粒子加速器發(fā)現(xiàn)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，并系統(tǒng)深入地研究原子核的基本結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律，促使原子核物理學(xué)迅速發(fā)展成熟起來(lái)；高能加速器 的發(fā)展又使人們發(fā)現(xiàn)包括重子、介子、輕子和各種共振態(tài)粒子在 內(nèi)的幾百種粒子，建立粒子物理學(xué)。近20多年來(lái)，加速器的應(yīng)用 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原子核物理和粒子物理領(lǐng)域，在諸如材料科學(xué)、表面 物理、分子生物學(xué)、光化學(xué)等其它科技領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用。在 工、農(nóng)、醫(yī)各個(gè)領(lǐng)域中加速器廣泛用于同位素生產(chǎn)、腫瘤診斷與 治療、離子射線消毒、無(wú)損探傷、負(fù)氧離子空氣凈化高能釋放、 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(shù)以 千計(jì)的粒子加速器。
目前，各類空氣負(fù)離子發(fā)生器、空氣凈化器、醫(yī)學(xué)理療負(fù)離子機(jī) 等無(wú)加速功能，因此，釋放的負(fù)離子由于受空氣阻力影響釋放量小， 傳送距離較短，范圍比較小，不能達(dá)到真正凈化空氣能力，特別是較 大空間，無(wú)法實(shí)現(xiàn)空氣凈化目的。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是針對(duì)上述不足之處提供一種靜電粒子振蕩 高能加速器，由于本實(shí)用新型設(shè)置有玻璃真空管，玻璃真空管內(nèi) 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(guò)導(dǎo)線與高壓發(fā)生器相連接， 玻璃真空管另一端內(nèi)裝有金屬靶，高壓發(fā)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(nèi)向前發(fā) 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(chǎn)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(fā) 生形變和粒子產(chǎn)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。本實(shí)用新型是用原子核和粒子物 理的基礎(chǔ)研究，提高能量和改善束流品質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用。
靜電粒子振蕩高能加速器是采取以下方案實(shí)現(xiàn)靜電粒子振 蕩高能加速器包括高壓發(fā)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(nèi)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(guò)導(dǎo)線與高壓發(fā)生器相連接， 玻璃真空管另一端內(nèi)裝有金屬靶極板，金屬靶連接有金屬導(dǎo)線， 通過(guò)金屬導(dǎo)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(shè)置有真空排氣口，通過(guò)真空排氣口將玻璃真 空管抽成高真空后，將真空排氣口外端口燒熔密封。所述的金屬 放電針可采用鎢金屬放電針。所述的金屬靶采用六硼化鑭金屬靶 極板。在所述的金屬放電針與金屬靶之間可設(shè)置有電磁場(chǎng)，電磁 場(chǎng)采用電磁鐵或永磁鐵。
工作原理1.高壓發(fā)生器與金屬放電針(鵒金屬放電針)，用 以提供所需加速的粒子，有負(fù)電子、正電子、質(zhì)子、反質(zhì)子以及 重離子等等。2.真空加速系統(tǒng)，為了使粒子在不受空氣分子散射 的條件下加速，整個(gè)系統(tǒng)放在真空度極高的玻璃真空管內(nèi)。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(chǎn)生類 似核裂變能量加之其壓變效應(yīng)和粒子發(fā)生更高的共振頻率。4.導(dǎo)引、吸引系統(tǒng)，用一定形態(tài)的電磁場(chǎng)和金屬耙(六硼化鑭LaB6) 來(lái)引導(dǎo)并約束被加速的粒子束，使之沿預(yù)定軌道接受電場(chǎng)的加速 并發(fā)射并通過(guò)金屬導(dǎo)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(biāo)是粒子所能達(dá)到的能量和粒子 流的強(qiáng)度(流強(qiáng))。按照粒子能量的大小，加速器可分為低能加 速器(能量小于1(T8eV)、中能加速器(能量在10"8 l(T9eV)、 高能加速器(能量在1(T9 l(Tl2eV)和超高能加速器(能量在 1(Tl2eV以上)。本靜電粒子振蕩高能加速器是低能和中能加速器 主要用于各種實(shí)際應(yīng)用。
高壓發(fā)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(nèi)向前發(fā)射，因?yàn)榱Ｗ釉谡婵罩羞\(yùn)動(dòng)；
根據(jù)量子力學(xué)原理
一價(jià)電子電子電量e二1.6X10"c， m=0. 91X10—3°kg
其中e為電子電量，m為電子質(zhì)量，v為速度，u為離子發(fā)生器 放電電壓，s為時(shí)間單位是秒。
u為離子發(fā)生器放電電壓，以6000V計(jì)算
能量 i_mv2=l. 6 X 1CT9X 6 X 103J=9. 6 X 10—16J=9. 6 X 103ev
粒子會(huì)以每秒45930公里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(chǎn)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(fā)生形變和粒子產(chǎn)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(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，由于本 發(fā)明設(shè)置有玻璃真空管，玻璃真空管內(nèi)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(guò)導(dǎo)線與高壓發(fā)生器相連接，玻璃真空管另一端內(nèi)裝有 金屬靶，高壓發(fā)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(nèi)向前發(fā)射，以每秒45930公里的高速 向壓電陶瓷或具有壓電特性的天然礦石顆粒轟擊產(chǎn)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(fā)生形變和 粒子產(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、科學(xué)技術(shù)等方 面也都有重要而廣泛的實(shí)際應(yīng)用。如靜電粒子振蕩高能加速器廣 泛適于與各類空氣負(fù)離子發(fā)器、空氣凈化器，醫(yī)學(xué)理療負(fù)氧離子機(jī)， 臭氧離子或其它離子加速、釋放配套使用，可以大大增加負(fù)氧離子或 其他離子釋放距離和釋放范圍，擴(kuò)大凈化空間范圍。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是靜電粒子振蕩高能加速器示意圖。
具體實(shí)施方式

參照附圖1，靜電粒子振蕩高能加速器包括高壓發(fā)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(nèi)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(guò)導(dǎo)線8與高壓發(fā)生器相連接，玻璃真空管4另一 端內(nèi)裝有金屬靶3，金屬靶3連接有金屬導(dǎo)線1，通過(guò)金屬導(dǎo)線l 引出到玻璃真空管4外，玻璃真空管4兩端分別設(shè)有壓扁玻璃封 口 2、 3，玻璃真空管4上設(shè)置有真空排氣口 9，通過(guò)真空排氣口 9將玻璃真空管抽成抽成-6mmHg以上高真空后，將真空排氣口外 端口10燒熔密封。所述的玻璃真空管4采用石英玻璃真空管。
所述的金屬放電針7所述的金屬放電針可采用能與石英玻璃 膨漲系數(shù)相同的金屬如鉤金屬放電針。所述的金屬耙采用六硼化鑭 金屬靶極板。所述的高壓發(fā)生器可采用負(fù)離子發(fā)生器或高壓變壓 器。在所述的金屬放電針7與金屬靶3之間可設(shè)置有電磁場(chǎng)，電 磁場(chǎng)采用電磁鐵或永磁鐵。
所述的具有壓電特性的天然礦石顆粒5可采用閃鋅
(zincblende )、 鈉氯酸鹽 (sodiumchlorate )、 電氣石
(tourmaline)、石英(quartz)、酒石酸(tartaricacid)、方硼 石(boracite)、異極礦(calamine)、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(jié)構(gòu)，具有壓電效應(yīng)。
權(quán)利要求1、一種靜電粒子振蕩高能加速器，其特征在于包括高壓發(fā)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(nèi)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(guò)導(dǎo)線與高壓發(fā)生器相連接，玻璃真空管另一端內(nèi)裝有金屬靶，金屬靶連接有金屬導(dǎo)線，通過(guò)金屬導(dǎo)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(shè)置有真空排氣口，通過(guò)真空排氣口將玻璃真空管抽成真空后，真空排氣口外端口燒熔密封。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特征 在于所述的金屬放電針采用鉤金屬放電針。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特征 在于所述的金屬耙采用六硼化鑭金屬靶極板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特征 在于所述的高壓發(fā)生器釆用負(fù)離子發(fā)生器或高壓變壓器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特征 在于在所述的金屬放電針與金屬靶之間設(shè)置有電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)采 用電磁鐵或永磁鐵。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特征 在于所述的具有壓電特性的天然礦石顆粒采用閃鋅、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(jù)權(quán)利要求l所述的靜電粒子振蕩高能加速器，其特征 在于所述的玻璃真空管采用石英玻璃真空管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是一種靜電粒子振蕩高能加速器(particleaccelerator)是用人工方法產(chǎn)生高速帶電粒子的裝置。包括高壓發(fā)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(nèi)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(guò)導(dǎo)線與高壓發(fā)生器相連接，玻璃真空管另一端內(nèi)裝有金屬靶，金屬靶連接有金屬導(dǎo)線，通過(guò)金屬導(dǎo)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(shè)置有真空排氣口，通過(guò)真空排氣口將玻璃真空管抽成真空后，真空排氣口外端口燒熔密封。
文檔編號(hào)H01T9/00GK201341269SQ20092003878
公開(kāi)日2009年11月4日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者黃于展 申請(qǐng)人:黃于展