人工加速带电粒子的各种尝试

1919年，卢瑟福宣称，如果粒子有更大的能量，就有希望击破更多元素的核。人们开始认识到，利用实验条件加速粒子，向各种原子轰击，是进一步实现核转变的关键所在。大约在1925年，美国的布赖特（G.Breit）、托夫（M. Tuve）和达耳（O.Dahl）首先进行了一项试验。他们建造了一个可以产生几百万伏高压的变压器（忒斯拉线圈），并且把这一电压加在可用于加速粒子的管道上。不过他们并没有实现核反应。
     不久，柏林的布拉什(A.Brasch)和兰格(F.Lange)利用脉冲发生器加速质子。1928年，布拉什企图利用大气电，将它接到放电管，希望能引起核转变。指导最初几次大气高压电实验的乌尔班(C.Urban)竟因遭闪电袭击而丧生。他们的尝试证明是不成功的。1925年，美国的索伦森(R.W.Sorensen)发明了多级变压器，劳里参(C.C.Lauritsen)和他的助手们用之于放电管的加速电极。后来，克朗内(H.R.Crane)从放电管获得了高强度X射线和质子流。
     早在1890年，开尔文勋爵就提出过，可以利用电荷分布于导体表面的原理得到高电压。1931年，美国普林斯顿大学的范德格拉夫(R.J.vandeGraaf)采用在绝缘的金属球中心连续地供给电荷的方法，发明了一种能够有稳定输出的高压发生器，电压达1500千伏。这种高压装置成功地用于加速带电粒子，在后来的核物理和高能粒子的研究中发挥了作用。1930年卡文迪什实验室里的考克拉夫特(J.D.Cockcroft)和沃尔顿(E.T.S.Walton)发展了瑞士人格雷纳切(H.Greinacher)的电压倍加方法，用之于加速质子。
     这件工作当然受到他们的导师卢瑟福的支持和鼓励。1932年，他们用770千伏电压获得了锂分裂为两个α粒子的核转变。然而，所有上述试验都要受到高电压的限制，因为粒子的能量都是从高电压直接获得的。例如：能量为1MeV的质子，电压必须加高到1兆伏。这样高的电压在绝缘上会有极大的困难。因此，人们早就想利用较低的电压，使粒子加速到高能量。