高压加速器

这类加速器是使带电粒子通过一个高电势差而获取能量，得到加速。倍压加速器、静电加速器、绝缘心变压器、高频高压发生器、脉冲电子加速器等都属于这类加速器。这些加速器的最高能量可达 30MeV，平均粒子流强度为几十微安到几十毫安。这类加速器既可用于加速电子，也可用于质子、氘核、α粒子和其它重元素离子。

高压倍加器

这是最早开始发展起来的一种粒子加速器。它是利用倍压线路原理来提供直流高压电源的。图 3.1 是一个单级倍压线路原理示意图。Va 是高压变压器次级电压的幅值。假设整流元件和电容器都是理想元件，并忽略高压变压器的阻抗，变压器次级绕组的次级输出电压 VAA’随时间成正弦变化。又假设开始时电容器 C 和 C′的电势差均为零，这样在第一个周期结束时，在没有负载的情况下，电容器 C′上的电势差接近 Va，电容器 C 上的电势差接近 2Va。这就是单级倍压线路的工作原理。多级倍压线路的工作原理是一样的，只不过过程要复杂一些罢了。大多数高压倍加器的电压在 100～600kV 之间，最高可达 4MV，主要用于加速电子、质子、氘核和其它粒子。高压在 1～4MV 的高频高压发生器和绝缘心变压器主要用来提供大功率几十毫安的电子束。

静电加速器

图 3.2 是一个静电加速器的结构简图。我们从物理学上已经了解到，金属导体一旦带了电荷，这些电荷就立即往金属导体的外表面跑。因此，当输电带不断地将电荷传送到空心金属球内壁时，电荷就会积聚到空心金属球的外表面，形成很强的电场，用来加速带电粒子。整个加速器都装在密闭的、充以绝缘介质的高气压容器内。静电加速器的典型的工作电压为 2～10MV， 既可以用来加速电子，也可以加速离子。离子型的静电加速器主要用于离子束表面分析，电子型静电加速器主要用于辐射加工、灭茵消毒等方面。

高压加速器的共同特点是可以加速任何一种带电粒子，而且能量可以平滑地调节。但是这类加速器的最高能量直接受绝缘材料的击穿电压的限制， 不可能太高。