Robert J. Van de Graaff

Robert Van de Graaff (izquierda) (Utrecht University, 1966)

Robert Jemison Van de Graaff (20 de diciembre de 1901 - 16 de enero de 1967) fue un físico estadounidense, conocido por su diseño y construcción de generadores Van de Graaff de alto voltaje. La mayor parte de su carrera la pasó en el Instituto Tecnológico de Massachusetts.

Biografía

Robert Jemison Van de Graaff nació en la mansión Jemison-Van de Graaff en Tuscaloosa, Alabama, hijo de Adrian Sebastian "Bass" Van de Graaff y Minnie Cherokee Jemison. El bisabuelo de Robert fue Robert Jemison Jr. Su padre, Adrian, era un juez de circuito que había sido suplente en el equipo de fútbol de la Universidad de Yale de 1880. Su padre era de ascendencia holandesa.

Sus tres hermanos mayores, Adrian, Jr., Hargrove y William, eran todos jugadores de fútbol americano universitario All-Southern para Alabama Crimson Tide. William era conocido como "Bully" y fue el primer All-American de Alabama. En Tuscaloosa, Robert recibió su B.S. en matemáticas (1922) y M.S. en ingeniería mecánica (1923) de la Universidad de Alabama, donde fue miembro de The Castle Club (más tarde se convirtió en Mu Chapter de Theta Tau).

Después de un año trabajando para Alabama Power Company, Van de Graaff asistió a las conferencias Marie Curie en la Sorbona en 1925. Durante 1926, obtuvo una segunda licenciatura en ciencias. en la Universidad de Oxford con una beca Rhodes, completando su D.Phil. bajo John Sealy Townsend en la Universidad de Oxford en 1928.

Van de Graaff fue el inventor del generador Van de Graaff, un dispositivo que produce altos voltajes. Durante 1929, desarrolló su primer generador de este tipo, produciendo 80.000 voltios. Para 1933, había construido un generador más grande que generaba 7 millones de voltios.

Van de Graaff pasó de 1929 a 1931 en Princeton, se convirtió en investigador nacional y, de 1931 a 1934, en investigador asociado del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Se convirtió en profesor asociado en 1934 (permaneciendo allí hasta 1960). Fue galardonado con la Medalla Elliott Cresson en 1936.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Van de Graaff fue director del Proyecto Radiográfico de Alto Voltaje. Después de la Segunda Guerra Mundial, co-inició la Corporación de Ingeniería de Alto Voltaje (HVEC) con John G. Trump. Durante la década de 1950, inventó el transformador de núcleo aislante, que producía corriente continua de alto voltaje. También desarrolló la tecnología de generadores en tándem.

La American Physical Society le otorgó el premio T. Bonner (1965) por el desarrollo de aceleradores electrostáticos.

Van de Graaff murió el 16 de enero de 1967 en Boston, Massachusetts.

En el año en que murió, se formó la banda de rock progresivo Van der Graaf Generator, que lleva su nombre, a pesar de los errores ortográficos. Además, un cráter en el otro lado de la luna lleva su nombre.

Generador Van de Graaff

Los generadores Van de Graaff utilizan una correa aislante motorizada (normalmente hecha de goma) para conducir cargas eléctricas desde una fuente de alto voltaje en un extremo de la correa hasta el interior de una esfera de metal en el otro extremo. Dado que la carga eléctrica reside en el exterior de la esfera, se acumula para producir un potencial eléctrico mucho mayor que el de la fuente primaria de alto voltaje. Las limitaciones prácticas restringen el potencial producido por los grandes generadores Van de Graaff a alrededor de 7 MV. Los generadores de Van de Graaff se utilizan principalmente como fuentes de alimentación de CC para aceleradores de partículas atómicas lineales utilizados para experimentos de física nuclear. Los generadores Tandem Van de Graaff son esencialmente dos generadores en serie y pueden producir alrededor de 15 MV.

El generador de Van de Graaff es un dispositivo mecánico simple. Los pequeños generadores Van de Graaff son construidos por aficionados y empresas de aparatos científicos y se utilizan para demostrar los efectos de los altos potenciales de CC. Incluso las pequeñas máquinas de hobby producen chispas impresionantes de varios centímetros de largo. El generador Van de Graaff con aislamiento de aire más grande del mundo, construido por el propio Van de Graaff, está en funcionamiento y se exhibe en el Museo de Ciencias de Boston. Las manifestaciones durante el día son una atracción popular. Los generadores Van de Graaff más modernos están aislados con gas dieléctrico presurizado, generalmente freón o hexafluoruro de azufre. Durante los últimos años, los generadores Van de Graaff han sido reemplazados lentamente por fuentes de alimentación de CC de estado sólido sin piezas móviles. Las energías producidas por los aceleradores de partículas atómicas de Van de Graaff se limitan a unos 30 MeV, incluso con generadores en tándem que aceleran partículas doblemente cargadas (por ejemplo, alfa). Los aceleradores de partículas más modernos que utilizan diferentes tecnologías producen energías mucho mayores, por lo que los aceleradores de partículas de Van de Graaff se han vuelto obsoletos en gran medida. Todavía se utilizan en cierta medida para la investigación de estudiantes de posgrado en colegios y universidades y como fuentes de iones para explosiones de alta energía.

Patentes

• US1,991,236 –Generador electrostático"
• 2.024,957 –Sistema de transmisión eléctrica"
• US2922905 — "Aparato para la reducción de electrones Cargando en aceleradores positivos"
• US3,187,208 –Aparato electromagnético de alta tensión con un núcleo magnético aislante"
• US3,323,069 –Acelerador de partículas electromagnéticas de alta tensión tiene un núcleo magnético aislante"
• US3239702 — "Electromagnético multidisk Power Machinery"
• US3,308,323 –Tubos de vacío de alto voltaje"