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强流脉冲相对论电子束加速器——闪光二号 被引量：10
1
作者 邱爱慈 李玉虎 +5 位作者 王知广 沈志康 张永民 曾正中 张嘉生 盖同阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1991年第3期340-348,共9页
本文介绍了在西北核技术研究所建成的一台低阻抗脉冲电子束加速器——闪光二号。它主要用于核辐射效应模拟。加速器系统由Marx发生器、水介质同轴线和二极管三大主机部件以及十几个配套设备所组成。文中给出了在允电电压±55kV和... 本文介绍了在西北核技术研究所建成的一台低阻抗脉冲电子束加速器——闪光二号。它主要用于核辐射效应模拟。加速器系统由Marx发生器、水介质同轴线和二极管三大主机部件以及十几个配套设备所组成。文中给出了在允电电压±55kV和±70kV两个电压等级下调试和运行的结果。最大输出电流600kA,管电压1.2MV。目前该加速器已用于电子束和X射线的实验研究。 展开更多
关键词 相对论 电子束加速器 闪光二号
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重复Tesla变压器型相对论电子束加速器的初步试验 被引量：7
2
作者 丁剑 韩文 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期631-634,共4页
研制了一台重复率 Tesla型相对论电子束加速器。空心 Tesla变压器对充油Blumlein传输线充电 ;主开关为自击穿油间隙 ;二极管为平面阴极有箔二极管。试验在重复率为 0 .2 Hz和 1 Hz下分别进行。当重复率为 0 .2 Hz时 ,加速器连续重复放电... 研制了一台重复率 Tesla型相对论电子束加速器。空心 Tesla变压器对充油Blumlein传输线充电 ;主开关为自击穿油间隙 ;二极管为平面阴极有箔二极管。试验在重复率为 0 .2 Hz和 1 Hz下分别进行。当重复率为 0 .2 Hz时 ,加速器连续重复放电 70次以上。二极管电压幅值 3 0 0 k V,脉宽 3 0 ns,上升沿约 展开更多
关键词 重复率相对论电子束加速器 TESLA变压器
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强流相对论环形电子束在低磁场中传输分析 被引量：6
3
作者 杨建华 张亚洲 +2 位作者 舒挺 张建德 王勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期412-416,共5页
用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下,在均匀波导,无箔二极管,以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程,研究了束包络的波动和如何减少波动的问题。分析表明:在无箔二极管中一个适当渐增的磁... 用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下,在均匀波导,无箔二极管,以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程,研究了束包络的波动和如何减少波动的问题。分析表明:在无箔二极管中一个适当渐增的磁场位形可以有效地抑制束电子的径向运动,从而减少电子在波导中的波动幅度;电子束在锥形波导和渐减磁场位形中运动,不会增加束电子的波动。因此适当的磁场位形可以降低微波器件对导引磁场的要求,有利于实现永磁包装微波器件。 展开更多
关键词 低磁场 环形电子束 强流相对论 无箔二极管 磁场位形 相对论电子束 锥形波导 微波器件 粒子模拟 传输过程 径向运动 波动幅度 导引磁场 束包络 分析表
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强流电子束加速器运行过程电磁辐射的实验研究 被引量：4
4
作者 樊旭亮 刘金亮 +2 位作者 程新兵 张瑜 洪志强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2901-2905,共5页
强流电子束加速器运行时,临近的计算机和示波器会发生黑屏,这是由于在该过程中产生了较强的电磁辐射干扰。采用实验研究的方法,对实验室研制的强流电子束加速器产生的电磁辐射进行了测量和分析。结果表明:强流电子束加速器产生的电磁辐... 强流电子束加速器运行时,临近的计算机和示波器会发生黑屏,这是由于在该过程中产生了较强的电磁辐射干扰。采用实验研究的方法,对实验室研制的强流电子束加速器产生的电磁辐射进行了测量和分析。结果表明:强流电子束加速器产生的电磁辐射主要来源于初级气体开关触发、初级气体开关导通以及气体主开关自击穿导通3个过程。其中,初级气体开关导通时辐射的电磁波强度较大,其强度最大处在与开关相同高度的位置。此外,强流电子束加速器在运行过程中的电磁辐射为低频辐射,主频为21MHz。 展开更多
关键词 强流电子束加速器 气体开关 电磁辐射 频谱
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强流相对论电子束群聚的空间电荷波理论分析 被引量：3
5
作者 黄华 常安碧 +3 位作者 谭杰 马乔生 甘延青 江金生 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期53-57,共5页
介绍了在长脉冲强流相对论速调管(RKA)研究中强流相对论空心电子束(IREBs)的一种小信号群聚理—空间电荷波理论。建立了IREBs在漂移管中传输的色散方程，以及IREBs与RKA输入腔间隙电场相互作用和IREBs在漂移管中群聚传输的传输线模型，... 介绍了在长脉冲强流相对论速调管(RKA)研究中强流相对论空心电子束(IREBs)的一种小信号群聚理—空间电荷波理论。建立了IREBs在漂移管中传输的色散方程，以及IREBs与RKA输入腔间隙电场相互作用和IREBs在漂移管中群聚传输的传输线模型，获得了电子束经过输入腔间隙后产生的调制电流表达式。利用500 kV、3 kA、脉宽约1.4 (s的空心电子束，注入70 kW的微波调制，束流经过输入腔后，得到了约9.8％的基波电流调制深度，研究结果与理论分析基本一致。 展开更多
关键词 速调管 空间电荷波理论 强流相对论 电子束群聚
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螺线管场下强流相对论电子束焦斑尺寸的限制 被引量：4
6
作者 石金水 林郁正 丁伯南 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期245-249,共5页
分析了螺线管场下影响强流相对论电子束聚焦的主要因素 ,并给出了各影响因素所限制的最小焦斑。计算结果表明 ,当发射度和能散度的值分别控制在 0 .397mm· rad和1 %以内 ,单个螺线管磁轴的偏心不大于 0 .54mrad;初始注入束偏心不大... 分析了螺线管场下影响强流相对论电子束聚焦的主要因素 ,并给出了各影响因素所限制的最小焦斑。计算结果表明 ,当发射度和能散度的值分别控制在 0 .397mm· rad和1 %以内 ,单个螺线管磁轴的偏心不大于 0 .54mrad;初始注入束偏心不大于 1 mrad时 ,对于2 0 Me V、3k A的电子束和 1 5Me V、2 .5k A的电子束 ,最终打靶束焦斑均可小于 1 .5mm。 展开更多
关键词 螺线管场 强流相对论电子束 偏心 焦斑
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强流相对论电子束的纵向自群聚 被引量：2
7
作者 祝大军 刘盛纲 +1 位作者 王平山 刘庆想 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第8期114-116,共3页
当一束强流相对论电子束穿过一系列等距离排列的等电位导体，如导电箔或导电栅网时，由于空间电荷效应，将在纵向形成周期性空间电荷静电场．此强电场将使强流相对论电子束纵向群聚．本文对这一非线性物理过程进行了理论分析和粒子模拟... 当一束强流相对论电子束穿过一系列等距离排列的等电位导体，如导电箔或导电栅网时，由于空间电荷效应，将在纵向形成周期性空间电荷静电场．此强电场将使强流相对论电子束纵向群聚．本文对这一非线性物理过程进行了理论分析和粒子模拟计算．基于此物理机理，有可能研制出一类新型的高功率微波器件． 展开更多
关键词 强流相对论 电子束 空间电荷效应 纵向群聚
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周期会切磁场聚焦强流相对论带状电子束的理论分析和粒子模拟 被引量：2
8
作者 杜广星 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2425-2431,共7页
对低幅值、短周期、有偏置磁极的周期会切磁场中300 keV,3 kA带状电子束的传输进行了理论分析和粒子模拟。给出了将波导宽度考虑在内的轴向均匀带状电子束的空间电荷场和作用在有限厚度的带状电子束的短边和宽边上的聚焦力的表达式,并... 对低幅值、短周期、有偏置磁极的周期会切磁场中300 keV,3 kA带状电子束的传输进行了理论分析和粒子模拟。给出了将波导宽度考虑在内的轴向均匀带状电子束的空间电荷场和作用在有限厚度的带状电子束的短边和宽边上的聚焦力的表达式,并利用束匹配的方法得到了磁场的幅值和周期,以及电子束通道的宽度和高度等参数。最后根据理论计算的结果进行了3维粒子模拟验证,结果表明:束宽边上聚焦良好,而在短边上带状电子束的轴向有限长效应使得聚焦力与散焦力沿轴向不能完全匹配,在束包络上产生了Betatron振荡,但在300 mm的距离上传输效率仍能达到98%以上,说明有偏置磁极的周期会切磁场聚焦强流带状电子束在理论上是可行的。 展开更多
关键词 高功率微波 偏置磁极周期会切磁场 强流相对论带状电子束 电子束传输
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强流相对论多注电子束研究进展
9
作者 王淦平 金晓 +3 位作者 李春霞 黄华 刘振帮 李乐乐 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期38-42,共5页
研制了基于爆炸发射的扇形和圆柱形多注阴极系统,并开展了强流相对论多注电子束的实验研究。研究发现:扇形多注阴极由于发射端面电场分布严重不均,电子束主要由尖端发射,束斑畸变明显,当每注扇形电子束进入到多注扇形漂移管内时,在空间... 研制了基于爆炸发射的扇形和圆柱形多注阴极系统,并开展了强流相对论多注电子束的实验研究。研究发现:扇形多注阴极由于发射端面电场分布严重不均,电子束主要由尖端发射,束斑畸变明显,当每注扇形电子束进入到多注扇形漂移管内时,在空间电磁场的作用下电子束会绕束心旋转,导致束斑的畸变和束流的损失;圆柱形多注阴极发射端电场分布相对均匀,电子束斑畸变较小,每注电子束在多注漂移管内绕束心的旋转不会引起束斑的畸变和束流的损失;由于阴极杆和多注阴极柱的发射,多注电子束品质较差,进入多注漂移管时存在电子束轰击管壁现象,造成束流的损失甚至截止。采用大内径磁场可增大阳极筒内半径,明显提高束流的传输效率。目前,采用功率约6.5GW、传输效率约89%的相对论多注电子束驱动的多注速调管,可实现GW量级的微波输出。 展开更多
关键词 高功率微波 强流相对论多注电子束 束斑畸变 传输效率
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直线感应加速器中四极磁铁聚焦强流电子束研究
10
作者 荆晓兵 王毅 +1 位作者 杨治勇 石金水 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2435-2442,共8页
为获取小尺寸束斑,研究了直线感应加速器(LIA)产生的强流电子束在四极磁铁作用下的聚焦特性,并对限制最小束斑尺寸的因素进行了分析。结果表明,使用聚焦能力强、像差小的四极磁铁作为聚焦元件具有获取小尺寸束斑的潜力。使用数值模拟程... 为获取小尺寸束斑,研究了直线感应加速器(LIA)产生的强流电子束在四极磁铁作用下的聚焦特性,并对限制最小束斑尺寸的因素进行了分析。结果表明,使用聚焦能力强、像差小的四极磁铁作为聚焦元件具有获取小尺寸束斑的潜力。使用数值模拟程序完成了四极磁铁聚焦束线的初步设计,并在直线感应加速器平台上开展了实验研究,获得了对称性较好、横向尺寸小于2 mm的X射线焦斑,验证了四极磁铁聚焦强流电子束获取小尺寸束斑的可行性。同时,提出了优化的四极磁铁聚焦束线设计方案,预期可在同样入射电子束条件下获得横向尺寸约1 mm的束斑。 展开更多
关键词 直线感应加速器 强流电子束 四极磁铁 聚焦
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强流电子束加速器中气体开关的电磁辐射等效模型
11
作者 樊旭亮 李玲 刘金亮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1055-1058,共4页
对触发开关和主开关产生电磁辐射的机理进行了详细的分析,将气体开关导电通道等效为电偶极子,理论分析了其辐射电磁波的空间分布,以同轴电缆为实验对象,研究了电磁辐射的干扰。实验测量了触发开关和主开关的电磁辐射信号,结果表明,运用... 对触发开关和主开关产生电磁辐射的机理进行了详细的分析,将气体开关导电通道等效为电偶极子,理论分析了其辐射电磁波的空间分布,以同轴电缆为实验对象,研究了电磁辐射的干扰。实验测量了触发开关和主开关的电磁辐射信号,结果表明,运用偶极辐射等效可以很好地描述二者的辐射特性。在强流电子束加速器产生电磁辐射的时刻,同轴电缆中感应出了一定强度的电流,幅值达3V,已经足以对其他信号的准确测量产生影响。 展开更多
关键词 强流电子束加速器 气体开关 电磁辐射 偶极辐射
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强流相对论电子束在PPM系统中的传输特性研究 被引量：1
12
作者 顾若男 李相强 +2 位作者 孔龙 刘庆想 王少萌 《信息技术》 2017年第12期14-17,共4页
首先对强流相对论电子束在聚焦系统中的传输特性进行了理论分析,给出了束流参数与周期引导磁场峰值大小的关系,然后通过粒子仿真验证了理论分析的正确性,并得到了在一定的电压和通道半径条件下,周期永磁聚焦(PPM)系统能传输的电子束的... 首先对强流相对论电子束在聚焦系统中的传输特性进行了理论分析,给出了束流参数与周期引导磁场峰值大小的关系,然后通过粒子仿真验证了理论分析的正确性,并得到了在一定的电压和通道半径条件下,周期永磁聚焦(PPM)系统能传输的电子束的最大电流。文章为强流相对论电子束周期永磁聚焦系统的设计提供了一定的参考。 展开更多
关键词 强流相对论电子束 周期永磁聚焦 粒子仿真
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强流相对论环形电子束自调制振荡研究
13
作者 施永飞 祝大军 +1 位作者 刘盛纲 李正红 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1855-1860,共6页
主要研究了强流相对论环形电子束在等位谐振腔内的非线性自调制振荡,用小信号理论分析了电子起振的条件,得出了电子起振的扰动频率。基于该理论分析,又提出了一种不外加磁场的新型高功率微波器件,该器件主要由一个圆柱谐振腔和一个同轴... 主要研究了强流相对论环形电子束在等位谐振腔内的非线性自调制振荡,用小信号理论分析了电子起振的条件,得出了电子起振的扰动频率。基于该理论分析,又提出了一种不外加磁场的新型高功率微波器件,该器件主要由一个圆柱谐振腔和一个同轴波导输出腔构成。用2.5维MAGIC粒子模拟软件对该非线性过程进行数值模拟,分析了输入电压、电流对输出微波功率的影响。模拟结果表明这种结构中确实存在非线性不稳定性,自调制的扰动频率则由电子束的初始能量、电荷密度和电子束的半径以及谐振腔的空间结构给定。利用谐振腔长为4.7 cm、二极管电压为2.8 MV、电流为20 kA的电子束,可以得到频率为4.29 GHz、功率为6 GW的微波输出,束-波转换效率约为11%。 展开更多
关键词 高功率微波 强流相对论环形电子束 自调制振荡 PIC模拟
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Tesla变压器型电子束加速器初步实验 被引量：17
14
作者 刘金亮 钟辉煌 +2 位作者 谭启美 李传胪 张建德 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期938-940,共3页
　介绍了一种Tesla变压器型的强流电子束加速器。当变压器初级输入20kV左右的电压时,加速器二极管输出电压500kV,电流9kA,信号脉宽大约50ns,该装置具有结构简单,安装方便,运行可靠等特点。
关键词 TESLA变压器 电子束流 二极管 强流电子束加速器
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相对论电子束在角向磁场中产生硬X射线的实验研究 被引量：10
15
作者 樊亚军 石磊 邱爱慈 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期929-932,共4页
　在闪光二号加速器上用相对论电子束在低压气体和角向磁场中传输打靶的方法,进行了硬X射线产生的实验研究。在47cm传输距离上,电子束与钽靶作用,获得了面积积分剂量率为2.1×1010Gy·cm2 s的硬X射线辐射(能谱范围为20～120keV)... 　在闪光二号加速器上用相对论电子束在低压气体和角向磁场中传输打靶的方法,进行了硬X射线产生的实验研究。在47cm传输距离上,电子束与钽靶作用,获得了面积积分剂量率为2.1×1010Gy·cm2 s的硬X射线辐射(能谱范围为20～120keV),在总的辐照面积上(4π方向)面积积分剂量达1843Gy·cm2,X射线转换率达到108Gy·cm2 kJ。 展开更多
关键词 相对论电子束 轫致辐射 硬X射线 角向磁场 闪光二号加速器
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强流相对论电子束的数值模拟
16
作者 胡熙静 刘桂贤 王士俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1990年第1期59-66,共8页
我们研制了CEBQ程序和ENVLOP程序,模拟稳态相对论电子束在二极管区的产生和加速,以及电子束在阳极通道内的传输过程。CEBQ程序模拟二极管区电子轨道,当阳极电压为1.5MV时,阴极总发射电流为17.9kA,进入阳极通道内的传输电流为4.3kA,阳极... 我们研制了CEBQ程序和ENVLOP程序,模拟稳态相对论电子束在二极管区的产生和加速,以及电子束在阳极通道内的传输过程。CEBQ程序模拟二极管区电子轨道,当阳极电压为1.5MV时,阴极总发射电流为17.9kA,进入阳极通道内的传输电流为4.3kA,阳极入口处D=4cm的束发射度为24.9cm.mrad。ENVLOP程序使用线性近似下的包络方程,描述电子束包络在螺旋管引导磁场作用下的变化,讨论了外加引导磁场对包络的影响。计算结果表明,在合适引导磁场作用下,束包络起伏较小,进入阳极通道的束流(4.3kA)能全部通过。 展开更多
关键词 注入器 束包络 空间电荷束 强流相对论电子束 数值模拟 束流动力学 加速器
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用电光采样法测量相对论电子束团长度 被引量：4
17
作者 孙大睿 徐金强 唐坤 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期349-352,共4页
介绍了电光采样法测量电子束束团长度的实验原理和装置,理论分析并模拟计算了被测电子束团库仑场分布、ZnTe晶体的电光效应与束团电场的关系,并利用琼斯矩阵法分析了探测光通过电光晶体时在束团电场作用下的偏振变化、测量信号与束团长... 介绍了电光采样法测量电子束束团长度的实验原理和装置,理论分析并模拟计算了被测电子束团库仑场分布、ZnTe晶体的电光效应与束团电场的关系,并利用琼斯矩阵法分析了探测光通过电光晶体时在束团电场作用下的偏振变化、测量信号与束团长度的关系等。分析表明:测量中应使束团库仑场垂直于ZnTe的[001]方向,探测光偏振方向与ZnTe晶体y″轴成45°或者135°夹角,1/4波片快轴与探测光偏振方向夹角应取45°,这时平衡探测器输出信号与束团库仑场Eb成正比。1/4波片的作用是将电光晶体的工作点从非线性段移到线性段,平衡探测的作用是简化信号与Eb的关系,并提高信噪比。为实际测量应用提供参考。 展开更多
关键词 电光采样 强流相对论电子束 束团长度 库仑场 琼斯矩阵
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MC55低阻抗强流脉冲电子加速器研制 被引量：1
18
作者 宋志敏 刘国治 +2 位作者 秋实 黄文华 邵浩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1187-1190,共4页
介绍了MC55低阻抗强流脉冲电子加速器的结构及主要技术参数,给出了加速器的初步调试结果。该加速器由Marx发生器、10Ω水介质单筒形成线、高压自击穿气体开关、水介质传输线和真空二极管组成。经过初步调试,该加速器可以产生电压500 kV... 介绍了MC55低阻抗强流脉冲电子加速器的结构及主要技术参数,给出了加速器的初步调试结果。该加速器由Marx发生器、10Ω水介质单筒形成线、高压自击穿气体开关、水介质传输线和真空二极管组成。经过初步调试,该加速器可以产生电压500 kV,电流50 kA,脉冲宽度50 ns的强流电子束。目前MC55加速器已应用于同轴虚阴极振荡器高功率微波源的实验研究。 展开更多
关键词 强流脉冲电子束 加速器 MARX发生器
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强流短脉冲电子束束剖面的时间分辨测量 被引量：11
19
作者 陈思富 丁伯南 +4 位作者 夏连胜 畅理华 章林文 汪伟 李勤 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期317-320,共4页
介绍了一套基于切伦科夫辐射的、用于强流短脉冲电子束束剖面测量的装置。装置利用扫描相机记录背面打毛的石英玻璃薄片中产生的切伦科夫光信号。使用该装置 ,在中国工程物理研究院流体物理研究所的 2 Me V注入器上进行了切伦科夫光的... 介绍了一套基于切伦科夫辐射的、用于强流短脉冲电子束束剖面测量的装置。装置利用扫描相机记录背面打毛的石英玻璃薄片中产生的切伦科夫光信号。使用该装置 ,在中国工程物理研究院流体物理研究所的 2 Me V注入器上进行了切伦科夫光的验证实验和时间分辨的束剖面测量实验。分析表明 ,测量系统的时间分辨率和空间分辨率分别为 1 .75 ns和 0 .74 mm。 展开更多
关键词 强流短脉冲电子束 束剖面 切伦科夫辐射 注入器 时间分辨测量 直线感应加速器
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重复频率强流电子束的产生和传输实验研究 被引量：5
20
作者 马乔生 张永辉 +3 位作者 常安碧 甘延青 刘忠 周传明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期609-613,共5页
电子束真空二极管重复频率运行时,它将表现出与单次运行时不同的特点。在电子束产生过程中,屏蔽半径应尽可能地小,且击穿延时时间较短,故选择石墨作为阴极材料。实验结果表明:在重复频率运行时,当环型阴极环厚较薄时,阴极的发射电流密... 电子束真空二极管重复频率运行时,它将表现出与单次运行时不同的特点。在电子束产生过程中,屏蔽半径应尽可能地小,且击穿延时时间较短,故选择石墨作为阴极材料。实验结果表明:在重复频率运行时,当环型阴极环厚较薄时,阴极的发射电流密度较大,因此对阴极的加热效应也加强,等离子体的膨胀速度加快,从而使得二极管阻抗减小,最后几次输出的电子束的电流较大,而电压减小;当重复频率较高时,由于加热效应使得阴极等离子体膨胀速度加快,最后几个脉冲阴极发射能力增强,波形重复性变差;当引导磁场强度增大时,阴极等离子体受到较大的磁场力约束,横向膨胀速度减慢,从而使得电子发射面积减小,总发射电流减小,二极管的阻抗增大。最后取引导磁场为1. 5T,阴极环厚为1mm,得到重复频率100Hz、束压827kV、束流8. 22kA、脉冲波形之间重复性很好的均匀电子束输出。 展开更多
关键词 加速器 强流电子束 发射 传输 重复频率
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