Vor einiger Zeit sprach die ganze Welt über den LHC - den Large Hadron Collider, einen Beschleuniger geladener Teilchen auf kollidierenden Strahlen. Dieses riesige Gerät wird von Wissenschaftlern aus aller Welt eingesetzt. Beschleunigte Teilchenbeschleuniger können jedoch nach verschiedenen Prinzipien aufgebaut werden. Heute möchte ich mich an ein Gerät erinnern, das für seine Arbeit das elektrostatische Prinzip verwendet.
1929 baute der Wissenschaftler Van de Graaf von der University of Massachusetts ein erstaunliches Gerät, das ein Ultrahochspannungsfeld erzeugt. Und dafür benutzte er ein dielektrisches Band, das sich von einem Elektromotor bewegte und mit Hilfe von ionisierter Luft elektrifizierte. Das erste Gerät ermöglichte die Erzeugung von Ladungen bis zu 80 kV. Aber die 1931 und 1933 gebauten Generatoren erzeugten eine Leistung von einer Million bzw. sieben Millionen Volt!
Der Generator besteht aus einem Paar Riemenscheiben (die untere ist aus Metall und die obere aus dielektrischem Material), einem Band, einer kugelförmigen Elektrode, Streben (oder Säulen in großen Installationen) und einer Spannungsquelle. Je größer die Kugel ist, desto höher kann die Spannung erhalten werden.
Mit Hilfe von Van de Graaff-Generatoren wurden Partikel für verschiedene Experimente in der Kernforschung lange Zeit beschleunigt. Später wurden sie durch fortschrittlichere Geräte ersetzt, aber diese Generatoren sind noch in Betrieb.
Sie dienen beispielsweise zur Durchführung von Kernreaktionen oder zur Injektion von Partikeln in moderne Beschleuniger. Die meisten Nuklearlabors sind mit einem De-Graaff-Gerät ausgerüstet. Auch Generatoren haben ihren Platz in der Medizin gefunden: Sie werden zur Strahlentherapie und in verschiedenen Studien eingesetzt.
Und natürlich gelingt das Gerät als Lehrbuch - elektrostatische Experimente oder Nachahmung von Blitzentladungen - einwandfrei. Es gibt sogar Spielzeug, das auf diesem wunderbaren Gerät basiert.
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Eines der bekanntesten und spektakulärsten Experimente mit dem de Graaf-Generator ist das "Hair-on-End" -Erlebnis. Der Teilnehmer steht auf der dielektrischen Matte und berührt die Kugel des Generators. Das Gerät ist eingeschaltet und - ja, das stimmt - die Haare stehen zu Berge. Dieser Generator ist wie der Marx-Generator bei falscher Verwendung für den Menschen tödlich. Daher müssen alle Experimente mit äußerster Vorsicht durchgeführt werden.
