يتكون معجل الفان دي جراف العادي بصفة أساسية من الأجزاء الآتية (شكل 1و2 ) :

قطب نصف كروي يعمل كطرف الفلطية العالية ، عمود عازل يرتكز عليه الطرف ، سير يُدار بين بكرتين ، واحدة منها ذات جهد أرضي تدار بمحرك والثانية داخل الطرف ، لوح للفلطية العالية يحمل مصدر الأيونات ومصادر تغذية القدرة في داخل الطرف ، أنبوبة تعجيل تحت مصدر الأيونات ، حلقات الاكليل ، مجموعة ابر الشحن عند البكرة السفلى ومتصلة الى تغذية للفلطية العالية ومجموعة أخرى من إبر تفريغ الشحنة متواجدة في الطرف. ويُغطى المجمع كله بخزان التضاغط المحكم. كما ينبغي أن يعمل نظام للتفريغ على ضمان ما يماثل 610- مم زئبق في أنبوبة التعجيل . هذا « وتُرش » الشحنة على سير متحرك عند الطرف الأرضي ويتحرك السير بين الكرتين ليحمل الشحنة الى الطرف . كما يزود جهد مرتفع من 20 - 30 ك ف تقريباً مجموعة « الابر» (نقط الاكليل) التي تواجه عرض الحزام كله من أجل الاحتفاظ بتفريغ اكليلي بين الابر وأقرب أرضي ليتسنى تأيين الهواء . ويتم ترسيب شحنة

الشكل يمثل رسم تخطيطي لمعجل فان دي جراف الالكتروستاتي

مقطع في معجل فان دي جراف (باذن من معمل اوكك ريدج القومي)

موجبة على السير حتى تشحن الطرف بشحنة موجبة وهكذا يمكن تعجيل الأيونات الموجبة، وفي هذه الحالة يجب أن يكون جهد الابر موجباً - والا فيستخدم جهد ابر سالب ليشحن السير والطرف بشحنة سالبة. وتستعمل مجموعة ابر مماثلة داخل الطرف ومتصلة به كهربيا لازالة الشحنة من السير الصاعد. ولكي يمكن الاحتفاظ بالتفريغ الاكليلي اللازم ترتفع البكرة المعزولة في الطرف الى جهد فوق جهد الطرف بما فيه الكفاية. وبخلاف هذا الجهد يكون الخيز داخل الطرف خالي المجال في الوقت الذي تظهر فيه الشحنة على السطح الخارجي للطرف. ويلاحظ أن عملية الشحن التي تحدث في القاعدة الأرضية وتفريغ السير في الطرف المتساوي - الجهد ، يكونان تحت تحكم منفصل ومستقلين عن الفلطية الطرفية .

وفي بعض الأحيان « تُرش » شحنة بالاشارة العكسية على السير حالة نزوله داخل الطرف وتلتقط هذه الشحنة عند الطرف الأرضي ، وهكذا يضاعف التيار الشاحن بسبب تساوي الشحنات الصاعدة والنازلة.

والآن ، يُعطى التيار الثابت الناتج عن شحنة «ش » بالقيمة :

• التيار المفيد لحزمة الأيونات الموجبة التي تعين بواسطة أحوال مصدر الأيونات وليس بفلطية الطرف.
• التيار الذي يمر في مقاومات مقسم الجهد والذي يزيد نسبياً . مع فلطية الطرف.

ج-  تيار الالكترونات الثانوية التي تحرر بواسطة الأيونات الشاردة عندما تصدم حوائط الأنبوبة . ويذكر أن التيار العكسي للالكترونات الثانوية يعجل لأعلى العمود ويصدم مصدر الأيونات لتنتج أشعة سينية، ويزيد هذا النوع من التحميل بسرعة بزيادة الفلطية فوق حد يرى في شكل 3 ، كما أن تيار الاكليل يضاف الى هذا الجزء ويسلك مثلما يفعل التيار الثانوي.

ويلاحظ ان تغيير هذه الأجزاء من التيار مع الفلطية الطرفية والتي نراها في شكل 3تعطى قيمة جهد التوازن ج توازن) الذي سيرتفع اليه الطرف مثلما يتحدد بواسطة تيار الشحن الأقصى المتاح لدينا . ويجدر بالذكر أن فلطية الطرف يمكن التحكم فيها بتنظيم تيار الشحن أو بتغيير كمية تيار التحميل الاكليلي بواسطة نقاط الابر المتغيرة الوضع تجاه نقطة واحدة على مسطح الطرف وكما نرى من الرسم فان التغيير الفائق السرعة لتيار الاكليل مع الفلطية يميل الى تثبيت الفلطية عند قيمة التوازن ، وهذا يجعل معجل الفان دي جراف متسماً بأن طاقة حزمة الأشعة الصادرة عنه تكون متجانسة بشكل غير عادي، فعندما يجهز بمحلل الحزمة الأشعة يكون مدى طاقة الحزمة ودرجة الاستقرار التي يمكن بها الاحتفاظ بهذه الطاقة في

حدود 1 الى 2 ك ف .

وكما ذكرنا من قبل، فان استخدام الغاز العازل ذي الضغط المرتفع يزيد قيمة فلطية الانهيار، ويرى في شكل 4 ملخص لخواص الغازات المضغوطة ، حيث يتضح أن سداسي فلوريد الكبريت هو أفضل الغازات المختبرة ، فهو يعطي حوالي ضعف الجهد الأقصى الممكن الحصول عليه في الهواء عند نفس الضغط، وقد أدى است  خدام كب فل الى

الشكل3

تصميم معجلات أكثر اندماجاً ومع ذلك فإن معظم المختبرات تفضل استخدام مزيج من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون بسبب تأثير التآكل (corrosive ) لنواتج الانفصال مع الغازات السالبة الشحنة (الحامضية).