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法拉第圆筒

迈克尔·法拉第发明的实验方法

法拉第圆筒是一个开口的铜桶。应用于法拉第圆筒实验，测量束团电荷量和抑制中子发生器中的二次电子等。

简介
法拉第圆筒是法拉第圆筒实验的实验装置，即一个开口的空心铜筒，后来也用于测量束团电荷量和抑制中子发生器中的二次电子。
应用
1.法拉第圆筒实验
取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心铜筒C(即法拉第圆筒)。使B和C带电，B的箔片张开.。用有绝缘柄的金属小球d先跟C的外部接触，再把d移到A并跟A的金属球接触经过若干次以后，可以看到A的箔片张开，同时B的箔片张开的角度减小。这表明小球d把C的一部分电荷搬运给了A。可见法拉第圆筒的表面是带有电荷的。如果小球d不接触C的表面，而接触C的内部。重做上述实验，不论重复多少次，A的箔片都不张开,B的箔片张开的角度也不减小。这表明小球d并没有把C的电荷搬运给A，可见法拉第圆筒的内部不带电。
2.测量束团电荷量
测量束团电荷量的法拉第圆筒的示意图如下：
让束流所有的电荷都沉积在法拉第圆筒上，法拉第圆筒可以比较精确地测得束流电荷量。电荷完全沉积的条件是：靶足够厚，没有二次电子逃逸，电离效应可以忽略。其等效电路如下：
法拉第圆筒原理简单，操作容易，是国内外常用的测量束团电荷量的手段之一。但法拉第圆筒法的缺点是束流完全沉积到法拉第圆筒上，束流受到了完全的破坏，不能达到实时在线监测束团电荷量的目标。
3.抑制中子发生器中二次电子
密闭式中子发生器在工作时，具有一定能量的氘离子束轰击氚靶，在发生氘氚核反应产生中子的同时，在靶表面产生二次电子发射，这些二次电子及它们在加速电极上打出新的二次电子中的一部分进入中子发生器的加速空间会形成电子电流，电子电流叠加在离子束上形成总的靶流，电子电流不产生中子，但消耗功率，增加电源负载。因此字发生器中，通常采用各种方法抑制二次电子以减少功耗，这不仅能减少中子发生器的总功率，还可以适当提高束流、增加工作寿命、减少发生器的体积。法拉第圆筒法就是一项行之有效的方法。
将加速电极设计成法拉第圆筒，把靶子放置在离加速孔尽可能远的底部，以减少靶子对加速孔所张立体角，但这种方法只能抑制部分二次电子，部分电子还可以通过加速孔区间形成二次电子流，同时增加中子发生器的长度。所以多采用在法拉第圆筒加速电极的基础上加上电场抑制的方法。
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