法拉第圓筒

法拉第圓筒是一個開口的銅桶。套用於法拉第圓筒實驗，測量束團電荷量和抑制中子發生器中的二次電子等。

基本介紹

• 中文名：法拉第圓筒
• 外文名：Faraday  cylinder
• 發明人：法拉第

簡介

法拉第圓筒是法拉第圓筒實驗的實驗裝置，即一個開口的空心銅筒，後來也用於測量束團電荷量和抑制中子發生器中的二次電子。

套用

1.法拉第圓筒實驗

取兩個驗電器A和B，在B上裝一個幾乎封閉的空心銅筒C(即法拉第圓筒)。使B和C帶電，B的箔片張開.。用有絕緣柄的金屬小球d先跟C的外部接觸，再把d移到A並跟A的金屬球接觸經過若干次以後，可以看到A的箔片張開，同時B的箔片張開的角度減小。這表明小球d把C的一部分電荷搬運給了A。可見法拉第圓筒的表面是帶有電荷的。如果小球d不接觸C的表面，而接觸C的內部。重做上述實驗，不論重複多少次，A的箔片都不張開,B的箔片張開的角度也不減小。這表明小球d並沒有把C的電荷搬運給A，可見法拉第圓筒的內部不帶電。

2.測量束團電荷量

測量束團電荷量的法拉第圓筒的示意圖如下：

讓束流所有的電荷都沉積在法拉第圓筒上，法拉第圓筒可以比較精確地測得束流電荷量。電荷完全沉積的條件是：靶足夠厚，沒有二次電子逃逸，電離效應可以忽略。其等效電路如下：

法拉第圓筒原理簡單，操作容易，是國內外常用的測量束團電荷量的手段之一。但法拉第圓筒法的缺點是束流完全沉積到法拉第圓筒上，束流受到了完全的破壞，不能達到實時線上監測束團電荷量的目標。

3.抑制中子發生器中二次電子

密閉式中子發生器在工作時，具有一定能量的氘離子束轟擊氚靶，在發生氘氚核反應產生中子的同時，在靶表面產生二次電子發射，這些二次電子及它們在加速電極上打出新的二次電子中的一部分進入中子發生器的加速空間會形成電子電流，電子電流疊加在離子束上形成總的靶流，電子電流不產生中子，但消耗功率，增加電源負載。因此字發生器中，通常採用各種方法抑制二次電子以減少功耗，這不僅能減少中子發生器的總功率，還可以適當提高束流、增加工作壽命、減少發生器的體積。法拉第圓筒法就是一項行之有效的方法。

將加速電極設計成法拉第圓筒，把靶子放置在離加速孔儘可能遠的底部，以減少靶子對加速孔所張立體角，但這種方法只能抑制部分二次電子，部分電子還可以通過加速孔區間形成二次電子流，同時增加中子發生器的長度。所以多採用在法拉第圓筒加速電極的基礎上加上電場抑制的方法。