قد يتبادر إلى الذهن أنه لا يوجد حد أعلى لزيادة فلطية مولد الكوكروفت والتن ، وإنه كلما أضفنا مراحل أكثر للمكثفات والمقومات ، كلما كانت الفلطية الطرفية الممكن الحصول عليها أكبر ، الا أنه يتضح من المعادلة 1 أ2

أن هبوط الفلطية يتناسب مع القوة الثالثة لعدد المراحل ، وانه لذلك يكون العدد الحدي ( threshold ) من المراحل هو الذي تكون زيادة الفلطية الناتجة عن زيادة عدد المراحل متوازناً مع هبوط الفلطية المتوقف على ارتفاع التحميل والذي يحدث على مكثفات الربط والتنعيم & coupling smoothing ) ، كذلك يمثل تدهور الفلطية العالية «كورونا » من العملية تحديداً خطيراً. وقد اتبعت التطورات التقنية وسائل عديدة للتغلب على هذه المشكلة ، فأولاً ، ثم ادخال تحسين على الأجزاء ، مثل استبدال صمامات تفريغ المقومات بمقومات سيلينيوم للاستغناء عن محولات الفتيل من أجل تقليل التكاليف وحجم الجهاز والتعقيدات، فضلا عن تقليل مشكلات الصيانة. وفي واقع الأمر بنيت في عام 1952 أول مولدات للفلطية العالية ذات التيار المستمر بمقومات من الجوامد (solid state ) ، ومنذ ذلك الحين استبدلت الصمامات الأيونية الحرارية التقليدية أكثر وأكثر بمقومات السيلينيوم والسيليكون. وقد تم بناء عدد كبير من أجهزة تغذية القدرة ذات الفلطية العالية بتيار مستمر مستخدمة السيلينيوم خلال العشرين سنة الماضية وذلك بسبب مقدرتها على تحمل الفلطية العالية وموجات التيار الإندفاعية (surges) ومع ذلك فإن التأثيرين اللذين يحدّان من استخدام مقومات. السيلينيوم هما :

أ- إن كثافة تيارها المنخفضة تقتضي استخدام أبعاد كبيرة محددة الأحجامها في حالة مقومات التيار الكبير.

ب- تحديد للتردد الممكن استخدامه الى حوالي 20 كيلوسيكل ثانية .

وحق يمكن التغلب على هذه الصعوبات لمواجهة الطلب المتزايد على مغذيات التيار المستمر ذات القدرات العالية ، طوّرت ركامات مقومات جديدة باستبدال السيلينيوم بالسيليكون في تغذية قدرة الفلطية العالية المضادة لقصر الدائرة (circuit proof short ) . ولقد تحقق ذلك بوقاية ثنائيات المقومات بشبكة غير فعالة حتى يمكن الحد من التيار الامامي وحتى تكافاً الفلطية العكسية، وكذلك باستخدام مفاعلات معوضة ذات نوعية عالية high Q توضع بين أعمدة التيار المتردد لمولد التعاقب المتماثل، وهكذا تتحسن الوقاية ضد الفلطيات العابرة (transient ) وتقلل هبوط الفلطية .

 ونقدم فيما يلي أمثلة لمولدات كوكروفت - والتن ذات القدرة الكبيرة (تصنيع اميل هيفلي) والتي ترتكز على هذه المبادئ

1.  مصدر تغذية للقدرة ذات التيار المستمر ، 770 - ك ف و 180 ملي أمبير، يتكون من 3 مراحل بمقومات سيليكون ، يزود الطاقة لمعجل للتيار المستمر خلال مقاومات اضمحلالية تبرد بالماء وتحمي أنبوبة التعجيل كما تحمي مصدر تغذية القدرة من التخريب عند حدوث الشرارة الفوقية (sparkover) التي تحدث في أنبوبة حزمة الأشعة . والميزة الفائقة للغاية في ذلك المصدر هي مقدرته على تحمل التفريغ الكهربي المتكرر ، وهكذا تتيح استخدام جهاز تلقائي لاعادة بدء التشغيل الذي يعمل على استعادة الفلطية الخارجة خلال عدة ثوان بعد كل قطع بسبب التيار المتصاعد وقد استخدمت مثل هذه الأجهزة فيا يسمى «المعجل الأمامي : (accelerator pre) أو كحاقنات (injectors ) للمعجلات الأعلى طاقة.
2. تم تطوير مولد متعاقب ، 2 - ميجافلط ، ذي سبعة مراحل وذلك ليعمل في الضغط الجوي حق يمكن استخدامه كجهاز اختبار يزود 30 ملي أمبير في حمل الاختبار ( test load ) .

 وقد أوضح تشغيل هذا المولد الى ما تصل قيمته حتى 2٫5 م ف مدى الثقة في مقومات السيليكون ذات التصميم المبتكر والمدى الذي يتسنى للفلطية العالية أن تصل اليه في الضغط الجوي. وفي هذه الحالة سيكون حجم المولد

كبيراً بدرجة ملموسة. (أنظر شكل 1 أ 3 ) .

ومن ناحية أخرى ، اذا أريد أن يكون حجم المعجل مدمجاً لسهولة تداوله في التطبيقات العملية ، لزم استخدام غاز عازل ذي ضغط مرتفع . وعلى سبيل المثال، فإن طلب مصادر التيار المستمر ذات القدرة العالية قد نشأ عن التشعيع الصناعي بواسطة حزم الالكترونات. ويكون عزل الأجهزة المدمجة

الحجم ، (الصورة ، شكل 1 أ (4) ، التي تزودنا بحزم الكترونية بطاقة قدرها 600 ك إف، وتيار 100 ملي أمبير تقريباً بواسطة غاز سادس فلوريد الكبريت بضغوط 45 رطل/ بوصة مربعة . وفي هذا النوع توصل على التوالي عدة وحدات مغلفة من مقومات السيليكون من أجل الفلطية العكسية العالية حتى يتسنى حماية المقومات ضد شدة المجال العالية الذي يواجه في مثل هذا النظام المدمج . ومن المفيد ملاحظة أنه بهذا المعدل المرتفع للقدرة يتسنى تزويد معجلين للالكترونات أو أكثر بالطاقة في وقت واحد .

كذلك تستخدم معجلات التيار المستمر ذات الفلطية العالية من نوع کوکروفت - والتن في توليد نبضات الحزم لتحقن في معجلات الطاقة العالية ، كما سنرى في الجزء 1 - ب ، فعندما تنبض الحزمة يصير من الممكن تعجيل ذروات عالية من التيار دون متطلبات قاسية من معدل تغذية التيار المستمر نظراً لأن القيمة المتوسطة لاتساع نبضة ما ، والمعدل تكرار النبضة ، يمكن أن يكون صغيراً نسبياً . انها تتوقف دائماً على خواص حزم الأشعة ذات الطاقة العالية وعلى ما نحتاجه فعلا في نهاية الأمر فوق الهدف ، وسوف يمكن هذا من تحديد ما ينبغي أن تكون عليه خواص حزم الاشعة الخارجة من حاقن كوكروفت - والتن « المعجل الأمامي » (pre - accelerator) بحيث يعطي تلك الخواص الجسيمات الطاقة العالية النهائية بعد أن تتم رحلتها في اتجاه مجرى حزمة الأشعة طوال الطريق الى الهدف. وفي هذا الشأن يؤخذ في الاعتبار فواقد تيار حزم الأشعة ومشكلات التوافق بين انبعاثية حزم الأشعة وقبولها emittance -acceptance matching)). وفي المقابل ، نرى أن خواص حزم الأشعة الخارجية من الحاقن المعجل الأمامي ، ستتوقف كذلك على خواص حزم الأشعة عندما تخرج من مصدر الايونات ، وعلى التوافق بين انبعاثية مصدر الايونات وقبول المعجل الأمامي من نوع كوكروفت - والتن . وكمثل على هذا النوع نسوق مصدر تغذية قدرة التيار المستمر حاقن كوكروفت

مبدأ مولد التعاقب المتماثل (4) ، شكل 1 أ 5 والذي يولد فلطية قدرها 800 ك ف . ويتلقى حاقن التيار المستمر حزمة أشعته من مصدر «أيونات الديوبلازماترون» الذي يولد نبضات للتيار ذات ذروة قدرها در. أمبير الى عدسة الكترونية من نوع « آينزل » (Einzel) ، ثم الى أنبوبة تعجيل كوكروفت والتن التي تحقن حزمة أشعتها في معجل خطي طاقته 200 م إف، والذي بالتالي يحقن حزمة أشعته في سينكروترون ميل الصفر » ذي 13 ب إف .

مواضيع ذات صلة

اقتصاديات النانو

نضريات حول مصير الكون

تجارب في المعجلات

المادة المظلمة ماذا سيكون مذاقها ؟

مصير الكون

لو أن الإشعاع يتكتل مع المادة

لم يكن لدى المجرات الوقت الكافي لتشكيل العناقيد المجرية

لن تعمل الاضطرابات أيضا

لم يكن لدى المجرات الوقت الكافي لتتشكل

لا يمكن أن تكون المجرات قد تشكلت قبل تكوين الذرات

مولد كوكروفت ووالتن المتعاقب

استخدام الأشعة الذرية في الزراعة