Electrostatic particle accelerator
સ્થિરવિદ્યુત કણ પ્રવેગક એ એક કણ પ્રવેગક છે જેમાં સ્થિર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ક્ષમતા દ્વારા આવેશિત કણોને ઉચ્ચ ઊર્જા સુધી વેગ આપવામાં આવે છે. આ કણ પ્રવેગકની અન્ય મુખ્ય શ્રેણી, ઓસિલેટિંગ ફિલ્ડ કણ પ્રવેગક સાથે વિરોધાભાસી છે, જેમાં વિદ્યુત ક્ષેત્રોને ઓસિલેટ કરીને કણોને વેગ આપવામાં આવે છે. તેમની સરળ રચનાને કારણે, વિદ્યુતસ્થૈતિક પ્રકારો પ્રથમ કણ પ્રવેગક હતા. બે સૌથી સામાન્ય પ્રકારો છે 1929માં રોબર્ટ વાન ડી ગ્રાફ દ્વારા શોધાયેલ વેન ડી ગ્રાફ જનરેટર અને 1932માં જ્હોન કોકક્રોફ્ટ અને અર્નેસ્ટ વોલ્ટન દ્વારા શોધાયેલ કોકક્રોફ્ટ-વોલ્ટન પ્રવેગક. વિદ્યુતસ્થૈતિક પ્રવેગકો દ્વારા ઉત્પાદિત મહત્તમ કણ ઊર્જા મહત્તમ વોલ્ટેજ દ્વારા મર્યાદિત હોય છે જે મશીન દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. આ બદલામાં ઇન્સ્યુલેશનના ભંગાણ દ્વારા થોડા મેગાવોલ્ટ સુધી મર્યાદિત છે. ઓસિલેટિંગ એક્સિલરેટરમાં આ મર્યાદા હોતી નથી, તેથી તેઓ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીનો કરતાં વધુ કણ ઊર્જા પ્રાપ્ત કરી શકે છે. ઓસિલેટિંગ ફિલ્ડ મશીનો પર ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક એક્સિલરેટરના ફાયદાઓમાં ઓછી કિંમત, સતત બીમ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા અને ઉચ્ચ બીમ પ્રવાહોનો સમાવેશ થાય છે જે તેમને ઉદ્યોગ માટે ઉપયોગી બનાવે છે. જેમ કે, તેઓ પ્લાસ્ટિક સંકોચન આવરણ ઉત્પાદન, ઉચ્ચ શક્તિ એક્સ-રે મશીનો, દવામાં કિરણોત્સર્ગ ઉપચાર, રેડિયોઆઇસોટોપ ઉત્પાદન, અર્ધચાલક ઉત્પાદનમાં આયન પ્રત્યારોપણ અને વંધ્યીકરણ જેવા ઔદ્યોગિક ઉપયોગો સાથે અત્યાર સુધીમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા કણ પ્રવેગક છે. વિશ્વભરની ઘણી યુનિવર્સિટીઓ સંશોધન હેતુઓ માટે સ્થિરવિદ્યુત પ્રવેગક ધરાવે છે. ઉચ્ચ ઊર્જાના ઓસિલેટિંગ ફિલ્ડ એક્સિલરેટર સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક મશીનને તેમના પ્રથમ તબક્કા તરીકે સામેલ કરે છે, જેથી કણોને મુખ્ય એક્સિલરેટરમાં દાખલ કરવા માટે પૂરતા ઊંચા વેગ સુધી વેગ મળે. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રવેગક એ રેખીય પ્રવેગક (લિનાક્સ) નો સબસેટ છે. જ્યારે તમામ લિનાક્સ સીધી રેખામાં કણોને વેગ આપે છે, ત્યારે સ્થિરવિદ્યુત પ્રવેગક એક જ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતમાંથી નિશ્ચિત પ્રવેગક ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે રેડિયોફ્રીક્વન્સી લિનાક્સ પ્રવેગક અંતરાયોની શ્રેણીમાં દોલન કરતા વિદ્યુત ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરે છે. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક એક્સિલરેટર્સ પાસે વિજ્ઞાન અને ઉદ્યોગમાં એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી છે. મૂળભૂત સંશોધનના ક્ષેત્રમાં, તેનો ઉપયોગ સેંકડો એમ. ઇ. વી. સુધીની ઊર્જા પર સંશોધન માટે અણુ કેન્દ્રકના બીમ પ્રદાન કરવા માટે થાય છે. ઉદ્યોગ અને સામગ્રી વિજ્ઞાનમાં તેનો ઉપયોગ આયન પ્રત્યારોપણ અને આયન બીમ મિશ્રણ સહિત સામગ્રીમાં ફેરફાર માટે આયન બીમનું ઉત્પાદન કરવા માટે થાય છે. ભારે આયનોના વિદ્યુતસ્થૈતિક પ્રવેગ પર આધારિત સંખ્યાબંધ સામગ્રી વિશ્લેષણ તકનીકો પણ છે, જેમાં રધરફર્ડ બેકસ્કેટરિંગ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (આરબીએસ), કણ-પ્રેરિત એક્સ-રે ઉત્સર્જન (પીઆઇએક્સઇ), પ્રવેગક માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી (એએમએસ), સ્થિતિસ્થાપક રીકોઇલ ડિટેક્શન (ઇઆરડી) અને અન્યનો સમાવેશ થાય છે. આ મશીનો મુખ્યત્વે અણુ કેન્દ્રકને વેગ આપે છે, તેમ છતાં ઔદ્યોગિક હેતુઓ માટે ઇલેક્ટ્રોનને વેગ આપવા માટે સંખ્યાબંધ કોમ્પેક્ટ મશીનોનો ઉપયોગ થાય છે જેમાં તબીબી સાધનોનું વંધ્યીકરણ, એક્સ-રે ઉત્પાદન અને સિલિકોન વેફર ઉત્પાદનનો સમાવેશ થાય છે. ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક કણ પ્રવેગકનો એક વિશેષ ઉપયોગ ધૂળ પ્રવેગક છે જેમાં નેનોમીટરથી માઇક્રોમીટર કદના વિદ્યુત ચાર્જ કરેલા ધૂળના કણોને 100 કિમી/સેકન્ડ સુધીની ઝડપે વેગ આપવામાં આવે છે. ડસ્ટ એક્સેલરેટર્સનો ઉપયોગ ઈમ્પૅક્ટ ક્રેટરિંગ સ્ટડીઝ, ઈમ્પૅક્ટ આયનીકરણ ડસ્ટ ડિટેક્ટર્સના કેલિબ્રેશન અને ઉલ્કાના અભ્યાસ માટે થાય છે. સિંગલ-એન્ડેડ મશીનો લાખો વોલ્ટના ક્રમમાં સ્થિર ક્ષમતા પર રાખવામાં આવેલા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટર્મિનલનો ઉપયોગ કરીને, ચાર્જ કરેલા કણોને વેગ આપી શકાય છે. સરળ ભાષામાં, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક જનરેટર મૂળભૂત રીતે એક વિશાળ કેપેસિટર છે (પ્લેટનો અભાવ હોવા છતાં). ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કાં તો કોકક્રોફ્ટ એન્ડ વોલ્ટન અથવા વેન ડી ગ્રાફની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે, જેમાં પ્રવેગકોને ઘણીવાર આ શોધકોના નામ પરથી નામ આપવામાં આવે છે. વેન ડી ગ્રાફની મૂળ રચના ધાતુની કાંસકો સાથે ઇન્સ્યુલેટિંગ શીટ અથવા પટ્ટા પર ઇલેક્ટ્રોન મૂકે છે, અને પછી શીટ ભૌતિક રીતે સ્થિર ઇલેક્ટ્રોનને ટર્મિનલમાં પરિવહન કરે છે. જો કે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર, ટર્મિનલ એક વાહક હોય છે, અને વાહકની અંદર એક અનુરૂપ કાંસકો હોય છે જે શીટમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને ઉપાડી શકે છે; ગૌસના કાયદાને કારણે, વાહકની અંદર કોઈ વિદ્યુત ક્ષેત્ર નથી, તેથી એકવાર અંદર આવ્યા પછી ઇલેક્ટ્રોન પ્લેટફોર્મ દ્વારા પ્રતિકારિત થતા નથી. પટ્ટો પરંપરાગત કન્વેયર પટ્ટાની શૈલીમાં સમાન છે, જેમાં એક મુખ્ય અપવાદ છેઃ તે સીમલેસ છે. આમ, જો પટ્ટો તૂટી ગયો હોય, તો પટ્ટાને બદલવા માટે પ્રવેગકને અમુક અંશે વિખેરવું આવશ્યક છે, જે તેના સતત પરિભ્રમણને કારણે અને સામાન્ય રીતે રબરની બનેલી હોવાથી, ખાસ કરીને અસામાન્ય ઘટના નથી. બેલ્ટ સાથેની વ્યવહારુ મુશ્કેલી શારીરિક રીતે ચાર્જ પરિવહન માટે એક અલગ માધ્યમ તરફ દોરી ગઈઃ ગોળીઓની સાંકળ. સામાન્ય સાંકળથી વિપરીત, આ એક છેડાથી બીજા છેડા સુધી બિન-વાહક છે, કારણ કે તેના નિર્માણમાં અવાહક અને વાહક બંનેનો ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રકારના પ્રવેગકોને સામાન્ય રીતે પેલેટ્રોન કહેવામાં આવે છે. એકવાર પ્લેટફોર્મને ઉપરોક્ત માધ્યમોમાંથી કોઈ એક દ્વારા વિદ્યુત ચાર્જ કરી શકાય તે પછી, હકારાત્મક આયનોના કેટલાક સ્રોત બીમ લાઇનના અંતે પ્લેટફોર્મ પર મૂકવામાં આવે છે, તેથી જ તેને ટર્મિનલ કહેવામાં આવે છે. જો કે, આયન સ્ત્રોતને ઊંચી ક્ષમતા પર રાખવામાં આવે છે, તેથી કોઈ નિયંત્રણ અથવા જાળવણી માટે સીધા આયન સ્રોત સુધી પહોંચી શકતું નથી. આમ, ટર્મિનલની અંદર વિવિધ લિવર સાથે જોડાયેલા પ્લાસ્ટિકના સળિયા જેવી પદ્ધતિઓ શાખાઓ બહાર કાઢી શકાય છે અને તેને દૂરથી ફેરવી શકાય છે. વ્યવહારુ સમસ્યાઓને દૂર કરીને, જો પ્લેટફોર્મ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ હોય, તો તે સમાન વિદ્યુત ધ્રુવીયતાના આયનોને દૂર કરશે, તેમને વેગ આપશે. E = qV તરીકે, જ્યાં E એ ઉભરતી ઊર્જા છે, q એ આયનીય ચાર્જ છે, અને V એ અંતિમ વોલ્ટેજ છે, આ રીતે વેગ પામેલા કણોની મહત્તમ ઊર્જા વ્યવહારીક રીતે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મની સ્રાવ મર્યાદા દ્વારા મર્યાદિત છે, જે આજુબાજુની વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં લગભગ 12 MV છે. આ મર્યાદા વધારી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, એચ. વી. પ્લેટફોર્મને હવા કરતાં વધુ ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક સાથે અવાહક ગેસની ટાંકીમાં રાખીને, જેમ કે એસ. એફ. 6 જે હવાના આશરે 2.5 ગણા ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક ધરાવે છે. જો કે, SF6 ની ટાંકીમાં પણ મહત્તમ પ્રાપ્ય વોલ્ટેજ લગભગ 30 MV છે. વધુ સારી અવાહક શક્તિઓ ધરાવતા અન્ય વાયુઓ પણ હોઈ શકે છે, પરંતુ SF6 રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય અને બિન-ઝેરી પણ છે. મહત્તમ પ્રવેગક ઊર્જાને વધુ વધારવા માટે, સમાન ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો બે વાર ઉપયોગ કરવા માટે ટેન્ડમ ખ્યાલની શોધ કરવામાં આવી હતી. ટેન્ડમ પ્રવેગકો પરંપરાગત રીતે, હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા આયનોને વેગ આપવામાં આવે છે કારણ કે આ અણુ કેન્દ્રકની ધ્રુવીયતા છે. જો કે, જો કોઈ આયનોને વેગ આપવા માટે એક જ સ્થિર વિદ્યુત ક્ષમતાનો બે વાર ઉપયોગ કરવા માંગે છે, તો આયનોના ચાર્જની ધ્રુવીયતા એનાયનોથી કેટાયનમાં બદલવી આવશ્યક છે અથવા જ્યારે તેઓ વાહકની અંદર હોય છે જ્યાં તેઓ કોઈ વિદ્યુત બળ અનુભવશે નહીં. ઊર્જાસભર આયનમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા અથવા છીનવી લેવાનું સરળ હોવાનું બહાર આવ્યું છે. દ્રવ્ય સાથે આયન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ગુણધર્મોમાંનું એક ઇલેક્ટ્રોનનું વિનિમય છે, જે એક એવી રીત છે કે જે આયન તેને દ્રવ્યની અંદર જમા કરીને ઊર્જા ગુમાવી શકે છે, જેની આપણે સહજ ભાવે ઘન પદાર્થ પર પ્રક્ષેપ્ય શોટની અપેક્ષા રાખવી જોઈએ. જો કે, જેમ જેમ લક્ષ્ય પાતળું થતું જાય છે અથવા પ્રક્ષેપ્ય વધુ ઉર્જાવાન બને છે, તેમ તેમ વરખમાં જમા થતી ઊર્જાનું પ્રમાણ ઓછું અને ઓછું થતું જાય છે. ટેન્ડેમ્સ ટર્મિનલની બહાર આયન સ્ત્રોતને શોધી કાઢે છે, જેનો અર્થ છે કે જ્યારે ટર્મિનલ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર હોય ત્યારે આયન સ્રોત સુધી પહોંચવું નોંધપાત્ર રીતે ઓછું મુશ્કેલ હોય છે, ખાસ કરીને જો ટર્મિનલ ગેસ ટાંકીની અંદર હોય. તેથી પછી સ્પટરિંગ આયન સ્ત્રોતમાંથી એનાયન બીમ પ્રમાણમાં નીચા વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ પરથી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટર્મિનલ તરફ ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે. ટર્મિનલની અંદર, બીમ પાતળા વરખ (ચોરસ સેન્ટીમીટર દીઠ માઇક્રોગ્રામના ક્રમ પર) પર અસર કરે છે, ઘણીવાર કાર્બન અથવા બેરિલિયમ, આયન બીમમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને અલગ કરે છે જેથી તેઓ કેટાયન બની જાય. કારણ કે-1 થી વધુ ચાર્જ અવસ્થાના એનાયનો બનાવવાનું મુશ્કેલ છે, તો પછી ટેન્ડમમાંથી બહાર આવતા કણોની ઊર્જા E = (q + 1) V છે, જ્યાં આપણે તે એનાયનમાંથી બીજી પ્રવેગ ક્ષમતાને સ્ટ્રીપર વરખમાંથી બહાર આવતી હકારાત્મક ચાર્જ સ્થિતિ q માં ઉમેરી છે; આપણે આ વિવિધ ચાર્જ સંકેતોને એકસાથે ઉમેરી રહ્યા છીએ કારણ કે આપણે દરેક તબક્કામાં ન્યુક્લિયસની ઊર્જામાં વધારો કરી રહ્યા છીએ. આ અર્થમાં, આપણે સ્પષ્ટપણે જોઈ શકીએ છીએ કે ટેન્ડમ પ્રોટોન બીમની મહત્તમ ઊર્જાને બમણી કરી શકે છે, જેની મહત્તમ ચાર્જ સ્થિતિ માત્ર + 1 છે, પરંતુ ટેન્ડમ દ્વારા મેળવેલ ફાયદો ઘટતો વળતર ધરાવે છે કારણ કે આપણે ઉચ્ચ દળ પર જઈએ છીએ, ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ વ્યક્તિ સરળતાથી સિલિકોન બીમની 6 + ચાર્જ સ્થિતિ મેળવી શકે છે. દરેક તત્વને એનાયનમાં સરળતાથી બનાવવું શક્ય નથી, તેથી ટાન્ડેમ્સ માટે હિલીયમ કરતાં ભારે કોઈપણ ઉમદા વાયુઓને વેગ આપવો ખૂબ જ દુર્લભ છે, જો કે KrF− અને XeF− સફળતાપૂર્વક ઉત્પન્ન થયા છે અને ટાન્ડેમ સાથે વેગ આપ્યો છે. જો કે, એનાયનો મેળવવા માટે સંયોજનો બનાવવાનું અસામાન્ય નથી, અને ટીઆઈએચ 2 ને ટીઆઈએચ-તરીકે કાઢવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ પ્રોટોન બીમ બનાવવા માટે થાય છે, કારણ કે આ સરળ અને ઘણીવાર નબળા રીતે બંધાયેલા રસાયણો, અંતિમ સ્ટ્રીપર વરખ પર તૂટી જશે. એનાયન આયન બીમનું ઉત્પાદન એ ટેન્ડમ એક્સિલરેટર એપ્લિકેશન માટે અભ્યાસનો મુખ્ય વિષય હતો, અને નકારાત્મક આયન કુકબુકમાં મોટાભાગના ઘટકો માટે વાનગીઓ અને ઉપજ શોધી શકાય છે. ટેન્ડેમ્સને ટર્મિનલ મોડમાં પણ સંચાલિત કરી શકાય છે, જ્યાં તેઓ સિંગલ-એન્ડેડ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક એક્સિલરેટરની જેમ કાર્ય કરે છે, જે ઉમદા વાયુઓના બીમ બનાવવાની વધુ સામાન્ય અને વ્યવહારુ રીત છે. 'ટેન્ડમ' નામ સમાન ઉચ્ચ વોલ્ટેજના આ બેવડા ઉપયોગ પરથી ઉદ્દભવે છે, જો કે ટેન્ડમ્સને ટર્મિનલને ચાર્જ કરવાની પદ્ધતિના આધારે પરંપરાગત ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રવેગકની સમાન શૈલીમાં પણ નામ આપવામાં આવી શકે છે. એમપી ટેન્ડમ વાન ડી ગ્રાફ એ ટેન્ડમ પ્રવેગકનો એક પ્રકાર છે. તેમાંથી દસ 20મી સદીમાં સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા; છ ઉત્તર અમેરિકામાં અને ચાર યુરોપમાં. ભૂમિતિ એક યુક્તિ કે જેને સ્થિરવિદ્યુત પ્રવેગકો સાથે ધ્યાનમાં લેવી પડે છે તે છે કે સામાન્ય રીતે વેક્યૂમ બીમ રેખાઓ સ્ટીલની બનેલી હોય છે. જો કે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટર્મિનલથી જમીન પર સ્ટીલની વાહક પાઇપને ખૂબ સારી રીતે જોડી શકાતી નથી. આમ, મજબૂત કાચની ઘણી વીંટીઓ, જેમ કે પાયરેક્સ, એવી રીતે એક સાથે એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે કે તેમનો ઇન્ટરફેસ એક વેક્યૂમ સીલ હોય છે, જેમ કે તાંબાના ગાસ્કેટ; એક લાંબી કાચની નળી તેના પોતાના વજનને ટેકો આપતા વેક્યૂમ અથવા અસ્થિભંગ હેઠળ વિસ્ફોટ કરી શકે છે. ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે મહત્ત્વની વાત એ છે કે, આ આંતર-અંતર વાહક વીંટીઓ પ્રવેગક સ્તંભ સાથે વધુ સમાન વિદ્યુત ક્ષેત્ર બનાવવામાં મદદ કરે છે. કાચની વીંટીઓની આ બીમ લાઇનને ટર્મિનલના બંને છેડે સંકોચન દ્વારા ટેકો આપવામાં આવે છે. કાચ બિન-વાહક હોવાથી, તેને જમીન પરથી ટેકો આપી શકાય છે, પરંતુ ટર્મિનલની નજીકના આવા આધારો ડિઝાઇનના આધારે ટર્મિનલના વિસર્જનને પ્રેરિત કરી શકે છે. કેટલીકવાર સંકોચન પૂરતું નથી, અને સમગ્ર બીમ લાઇન તૂટી શકે છે અને તૂટી શકે છે. આ વિચાર ટેન્ડેમ્સની રચના માટે ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે તેમાં કુદરતી રીતે લાંબી બીમ રેખાઓ હોય છે, અને બીમ રેખા ટર્મિનલમાંથી પસાર થવી જોઈએ. મોટેભાગે સ્થિરવિદ્યુત પ્રવેગકોને આડી રેખામાં ગોઠવવામાં આવે છે. જો કે, કેટલાક ટેન્ડેમ્સમાં "યુ" આકાર હોઈ શકે છે, અને સૈદ્ધાંતિક રીતે બીમ ટર્મિનલ પર ચુંબકીય દ્વિધ્રુવ સાથે કોઈપણ દિશામાં ફેરવી શકાય છે. કેટલાક વિદ્યુતસ્થૈતિક પ્રવેગકોને ઊભી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે, જ્યાં ક્યાં તો આયન સ્રોત અથવા, "યુ" આકારના ઊભી ટેન્ડમના કિસ્સામાં, ટર્મિનલ, ટાવરની ટોચ પર હોય છે. ટાવરની વ્યવસ્થા જગ્યા બચાવવાનો એક માર્ગ હોઈ શકે છે, અને કાચની વીંટીઓથી બનેલા ટર્મિનલ સાથે જોડાતી બીમ લાઇન પણ સંકોચનના કુદરતી સ્ત્રોત તરીકે ગુરુત્વાકર્ષણનો થોડો લાભ લઈ શકે છે. કણ ઊર્જા સિંગલ-એન્ડેડ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક એક્સિલરેટરમાં ચાર્જ કરેલા કણને બે ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના એક સંભવિત તફાવત દ્વારા વેગ આપવામાં આવે છે, તેથી આઉટપુટ કણ ઊર્જા કણ પરના ચાર્જને એક્સિલરેટિંગ વોલ્ટેજ દ્વારા ગુણાકાર કરવા સમાન હોય છે. જો ચાર્જ કુલમ્બના પરંપરાગત એકમોમાં હોય અને પોટેન્શિયલ વોલ્ટમાં હોય તો કણ ઊર્જા જુલમાં આપવામાં આવશે. જો કે, પ્રાથમિક કણો પરનો ચાર્જ એટલો ઓછો હોવાથી (ઇલેક્ટ્રોન પરનો ચાર્જ 1.6x10 −19 કુલોમ્બ્સ છે), જ્યુલ્સમાં ઊર્જા ખૂબ ઓછી સંખ્યા છે. તમામ પ્રાથમિક કણોમાં ચાર્જ હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોન પરના પ્રાથમિક ચાર્જના ગુણાંક હોય છે, તેથી કુલોમ્બ્સ, કણ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ કણ ઊર્જાને વ્યક્ત કરવા માટે એક અલગ એકમનો ઉપયોગ કરે છે, ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ (ઇ. વી.) જે ગણતરીને સરળ બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોનવોલ્ટ એ એક વોલ્ટના સંભવિત તફાવતમાંથી પસાર થતા 1e ગેઇન્સના ચાર્જ સાથે ઊર્જા કણની બરાબર છે. ઉપરોક્ત સમીકરણમાં, જો પ્રાથમિક ચાર્જ e માં માપવામાં આવે અને તે વોલ્ટમાં હોય, તો કણ ઊર્જા eV માં આપવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો 2e નો ચાર્જ ધરાવતા આલ્ફા કણને એક મિલિયન વોલ્ટ (1 MV) ના વોલ્ટેજ તફાવત દ્વારા વેગ આપવામાં આવે, તો તેની ઊર્જા બે મિલિયન ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટની હશે, જે સંક્ષિપ્તમાં 2 MeV હશે. વિદ્યુતસ્થૈતિક મશીનો પર પ્રવેગક વોલ્ટેજ 0.1 થી 25 એમ. વી. ની રેન્જમાં હોય છે અને કણો પરનો ચાર્જ થોડા પ્રાથમિક ચાર્જ હોય છે, તેથી કણ ઊર્જા ઓછી એમ. ઇ. વી. રેન્જમાં હોય છે. વધુ શક્તિશાળી પ્રવેગક ગીગા ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટ (જીઇવી) શ્રેણીમાં ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ વિદ્યુતસ્થૈતિક પ્રવેગકોના આઇએઇએ ડેટાબેઝ પ્રવેગક ભૌતિકશાસ્ત્ર પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર