高压型低能大功率辐照加速器电子枪研制

低能大功率辐照加速器广泛用于辐照加工产业。本工作研制出一台二极电子枪作为高压型低能大功率辐照加速器的电子源,并通过出束实验对其加以优化,最后确定了二极电子枪的最佳结构、尺寸及运行参数等。结果表明,从电子枪引出电子束的能量为5~25 keV,流强为60~100 mA,束斑为15~30 mm,半散角为0.6°~1.6°,不稳定度好于±0.6%。该电子枪工作稳定,寿命长于5 000 h。     

强流栅控电子枪设计分析

电子枪是超高真空电子器件,可用于各类加速器的束流源与功率源中,是加速器与微波电子管的主要与关键部件之一.结合某辐照加速器电子枪实际需要,对其束流光学系统进行了计算机模拟和优化设计.模拟结果表明该电子枪在80 kv高压下工作时,输出电流可以达到5 A以上,束流发射度、枪区电场以及束腰半径可以满足该加速器运行的需要.电子枪...     

宽范围高精度电子枪系统的设计与验证

“空间环境地面模拟装置”是“十二五”国家重大科技基础设施项目,针对其子项目“低能电子加速器及束线”中辐照加速器的要求,在原有二极电子枪基础上增加了控制栅极。使用CST Particle Studio仿真研究了电子枪部分结构参数变化对引出束流强度的影响,设计出产生50 mA高品质束流的电子枪,并用PBGUNS(Particle Beam GUN Simulation)软件对设计结果进行验证。最后在电子枪实验平台上检验了电子枪结构参数变化对引出束流强度的影响规律,并对电子枪结构进行了优化。结果表明优化后的电子枪能够以阴极初级加热电压作粗调、栅极电压作细调的方式引出1μA～50 mA高品质电子束。     

六硼化镧电子枪

所研制的电子枪,阴极材料采用六硼化镧LaB_6。该电子枪实验结果表明其性能较目前常用的金属钨、钽阴极材料优越。试验用电子枪阴极直径为8mm,试验条件为阳极脉冲高压80 kV;脉冲宽度2μs;重复频率50 Hz,由实验曲线推得的阴极温度1390℃,此时法拉第筒上测得的脉冲束流流强可达180 mA;电子束流包络线发射度为94.7πmm·mrad;80%束流发射度为16.9πmm·mrad。     

一种辐照加速器用电子枪的结构设计

本文针对于辐照加速器用电子枪的使用环境及自身的特点,在结构设计过程中,重点考虑了阴极热子组件的相关设计及电子枪对中性的保证方法,从而设计出了一种能够随时更换阴极热子组件的辐照加速器用电子枪,同时根据其结构特点设计了相关的模夹具,减少了在装架过程中产生的累计误差,保证了电子枪的对中性.通过试验验证,在高压为60-65 k...     

碳纳米管光场致发射新型电子枪的初步方案设计

本文给出了一种基于碳纳米管光场致发射机制的新型电子枪的设计方案.该电子枪的枪体采用Pierce枪结构,加200kV直流高压,阴极材料为碳纳米管,驱动激光波长800-850 nm,脉冲峰值电流为6A,平均电流为12mA.与传统的光阴极电子枪相比,这种基于碳纳米管光场致发射机制的新型电子枪具有结构简单、量子效率高等优点.此外,本文还介绍了正在搭建的该电子枪实验平台.电子枪的性能,特别是阴极寿命和量子效率将在实验深入研究.     

800kV/30mA电子辐照倍压加速器研制

本文介绍了一台由工频驱动并采用气体绝缘变压器的对称Cockcroft-Walton型800kV/30mA高压电子加速器的研制和调试。气体绝缘变压器和倍加回路均置于SF6压力钢筒内,相对于一般采用的油变,简化了馈电,缩减了整个设备的体积;采用工频供电,无需专门的前级驱动电源;电子枪供电通过专设的一组隔离变压器实现。经调试和改进,该加速器空载电压可达860kV以上,700kV下已完成大于30mA的稳定出束,能量转换效率可达90%。该加速器有望成为1 MV以下的辐照实用机型。     

SSRF电子枪控制系统的设计与实现

电子枪是上海光源SSRF(Shanghai Synchrotron Radiation Facility)中的直线加速器的关键部件,上海光源的束流品质很大程度上取决于电子枪的束流指标,因此电子枪需要一个稳定的控制系统来保证其可靠运行.本文介绍了上海光源电子枪控制系统的设计与实现过程.该系统底层采用可编程控制器PLC(Programmable Logic Controller)作为设备控制器,上层监控软件使用加速器控制系统通用软件EPICS (Experimental Physical and Industrial Control System),整个控制系统基于以太网连接.PLC和以太网技术的应用,使该系统具有可靠性好、易于维护等特点.     

电子直线加速器电子枪设计的计算机方法

本文基于Pierce电子枪理论和拉普拉斯方程的有限差分解,采用了一种新的计算机方法设计电子直线加速器电子枪。该方法包括:(1)根据设计要求确定电子枪电极。(2)对确定的电子枪进行计算机分析,计算电子束特性。该方法比常用的电解槽模拟法精度高、时间省。与一般的计算机方法相比,它基本上实现了确定电子枪电极的自动化。轴对称平行流电子枪的设计表明,即使采用较大的网格,仍有较好的精度。最后,用该法设计了4 MeV驻波加速器电子枪。     

宽范围高精度电子枪控制系统的研制

本文针对"1.2 MeV/10 mA高频高压型电子加速器及束线"项目中钨丝阴极热发射电子枪的控制需求,在了解了系统组成和工作原理的基础上,采用三极式平板热阴极发射电子枪,阴极材料使用钨丝,灯丝加热电源由发电机供电,引出电压从加速管电极分压获得。通过设计一种基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的控制系统,实现了电子枪引出1μA～50 mA 4个数量级范围的直流电子束。该控制系统采用PLC作为设备控制器,LabVIEW软件作为用户界面,通过通信协议(Object Linking and Embedding for Process Control,OPC)接口实现控制软件与设备控制器的通讯。实验测试表明,系统具有可靠稳定、灵活高效等特点。