第一批加速器

由于需要比天然粒子源种类更多、能量更高的粒子，致使人们开始了加速器的建造。而且，从天然辐射源得到的粒子，实际上仅限于电子、γ射线和α粒子；然而在1932年以后，质子和中子却显示出越来越大的重要性。

在1917年卢瑟福进行了他的开创性实验后，人们开始认识到，用实验室装置加速粒子，是在核蜕变的极为重要的领域中取得进展的最好方法。G.布赖特和M.托夫等人在1925年前后于美国首先进行了这种试验。他们建造了一个泰斯拉线圈（高压变压器），把得到的高压加到一个用来加速粒子的管道上。稍后，A.布拉什（A.Brash）和F.兰格（F.Lange）在柏林利用脉冲发生器来加速质子，而且他们还试图从暴风雨的云层中获得高压，尽管他们很可能曾实现了核蜕变，但这种方法是不实用的，也是非常危险的，有位物理学家就因遭闪电袭击而失去了生命。C.C.劳里岑（C.C.Lauritsen）和H.R.克莱恩（H.R.Crane）在加利福尼亚理工学院用一系列串联的变压器来激励产生高强度X射线和质子的加速管。R.J.范德格拉夫（R.J.van de Graaf）在普林斯顿建造了一个新型的静电加速器，这就是现在还在广泛使用的这一类装置的雏型。

图11.3　约翰·D科克罗夫特（1897～1967）于1932年在卡文迪许实验室他的实验台旁

图11.4　科克罗夫特和沃尔顿的静电加速器，科克罗夫特正站在放电管下面。科克罗夫特和沃尔顿利用这套设备，首先成功地用人工加速的粒子使锂和铍的原子核蜕变

约翰·D·科克罗夫特（1897～1967）和欧内斯特·T·S·沃尔顿（1903年生）首先在卡文迪许实验室用人工加速的粒子实现了核蜕变（图11.3、11.4）。他们对H.格雷纳彻（H.Greinacher）在瑞士发明的电压倍加器加以发展，卢瑟福当时就想把它用到物理学领域中，曾一再鼓励他们把获得的电压加到一个放电管上以加速质子。1932年，他们用770kV获得了把锂分成二个α粒子的蜕变。

在所有这些研究工作中，都是把从各种装备上获得的电压加到一个放电管上，因此，对能量为1兆电子伏特量级的粒子来说，实验室的电压必须达1兆伏。这样高的电压给技术上带来了各种各样的困难和危险。早在1922年，许多物理学家和工程师就曾提出了一些可以不用高压的巧妙办法，有些人采用电磁感应来加速粒子，有些人采用了多次加速的办法。E.O.劳伦斯首先成功地实现了粒子的多次加速，D.克斯特（D.Kerst）创造了感应加速器。