FUNZIONAMENTO
In questo acceleratore (Van de Graaff ne costruì il prototipo a Princeton nel 1929), la tensione acceleratrice è generata mediante trasporto e accumulazione di cariche elettriche su una sfera metallica cava, retta da una colonna isolante.
Depositate alla base di un nastro isolante in movimento, teso tra due pulegge, le cariche elettriche sono trasportate all'altra estremità del nastro e vanno quindi a caricare la sfera mentre il nastro ridiventa neutro.
Per una sfera con capacità C, alla progressiva accumulazione di cariche Q corrisponde un aumento di potenziale dato da V=Q/C.
La base del nastro, che è situata tra un pettine alimentato da una tensione continua di 10-20 kV e la puleggia collegata a massa, viene caricata elettricamente per effetto corona:
in ugual modo la scarica tra un pettine connesso alla sfera e la puleggia terminale isolata da essa permette l' accumulazione delle cariche trasportate sulla superficie esterna della sfera.
L' isolamento in tensione di questo generatore (1 MV per una sfera di un metro di raggio) è considerevolmente migliorato racchiudendo l' elettrodo ad alta tensione e il tubo acceleratore in un involucro contenente gas ad alta pressione e di elevata costante dielettrica.
APPLICAZIONI
Nei modelli più elaborati in funzione negli Stati Uniti (laboratori di Los Angeles e del Massachusetts Institute of Technology) sono state raggiunte tensioni acceleratrici di 8 MV con fasci di particelle di qualche mA.
Gli acceleratori Van de Graaff sono impiegati per accelerare ioni oppure elettroni, rispettivamente utilizzati per lo studio delle reazioni nucleari e per generare raggi X di alta intensità per uso medico o industriale.