2000kV电子帘加速器的电子束轨迹的计算

采用法国的ＭＡＦＩＡ程序计算电场。编制了ＴＲＡＪ程序，用逐点跟踪计算电子轨迹，得到了束流包络。观察了在高压电场中栅压对束流光学传输的影响，并获得了在不同能量范围内的栅压聚焦作用，为册压调节提供了理论依据，也为将来对其它规格的电子帘加速器的物理设计积累了十分宝贵的经验。     

冷链食品包装箱表面消毒灭菌小型电子帘加速器的研制

研制了冷链食品包装箱表面辐照消毒灭菌成套装置,重点针对装置的核心部件小型电子帘加速器进行设计和调试,应用E-gun电子束轨迹跟踪程序对加速器的束流光学进行了计算,合理设计了栅极和聚焦极形状,获得了对束流包络的理想控制,应用多物理场仿真软件CST进行高压结构优化,使电子帘阴极表面高压区电场分布均匀,降低了打火几率。对电子帘加速器进行了整机调试,针对调试中出现的高压打火现象进行了分析,并给出了结构优化设计方案,使得最终调试主要技术参数达到了140 keV/20 mA,束流不均匀度小于10%。通过了连续8 h稳定性运行测试,达到了工业加速器辐照应用标准。     

冷链食品包装箱表面消毒灭菌小型电子帘加速器的研制

研制了冷链食品包装箱表面辐照消毒灭菌成套装置,重点针对装置的核心部件小型电子帘加速器进行设计和调试,应用E-gun电子束轨迹跟踪程序对加速器的束流光学进行了计算,合理设计了栅极和聚焦极形状,获得了对束流包络的理想控制,应用多物理场仿真软件CST进行高压结构优化,使电子帘阴极表面高压区电场分布均匀,降低了打火几率。对电子帘加速器进行了整机调试,针对调试中出现的高压打火现象进行了分析,并给出了结构优化设计方案,使得最终调试主要技术参数达到了140 keV/20 mA,束流不均匀度小于10%。通过了连续8 h稳定性运行测试,达到了工业加速器辐照应用标准。     

NFZ-10工业辐照电子直线加速器

研制的电子直线加速器ＮＦＺ－１０的辐照加工能力相当于３０ＰＢｑ的６０Ｃｏ源，电子束能量为４～１２ＭｅＶ，平均束功率为３ｋＷ，扫描宽度为１ｍ，能量不稳定度≤±０．５％，束流不稳定度≤±０．６％，扫描不均匀度≤±２．５％。ＮＦＺ－１０加速器已被用于辐照各种电力半导体器件，一年多来运行稳定可靠并获得较好的经济效益。     

NFZ-10工业辐照电子直线加速器

研制的电子直线加速器NFZ 10的辐照加工能力相当于30PBq的60Co源,电子束能量为4～12MeV,平均束功率为3kW,扫描宽度为1m,能量不稳定度≤±0.5%,束流不稳定度≤±0.6%,扫描不均匀度≤±2.5%。NFZ-10加速器已被用于辐照各种电力半导体器件,一年多来运行稳定可靠并获得较好的经济效益。     

NFZ-10工业辐照电子直线加速器

 研制的电子直线加速器NFZ 10的辐照加工能力相当于30PBq的60Co源,电子束能量为4～12MeV,平均束功率为3kW,扫描宽度为1m,能量不稳定度≤±0.5%,束流不稳定度≤±0.6%,扫描不均匀度≤±2.5%。NFZ-10加速器已被用于辐照各种电力半导体器件,一年多来运行稳定可靠并获得较好的经济效益。     

强流电子枪电子光学性能的研究

利用SLAC-226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究。计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础,在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。在该程序中,网格的划分采用正方形网格;解泊松方程采用半迭代切比雪夫法;解轨迹方程采用四阶龙格 库塔法。经过对轴上电位的优化计算,得到了轴上电场的分布,电子轨迹以及阳极孔处的径迹斜率等结果,并且对外加电场与空间电荷场对束流的聚焦作用作了比较分析。计算发现,电子初始角和初始能量（对束流的）聚焦性能影响很小,二极管间距 d=58.5mm时对束流聚焦最有利。     

200kV电子帘加速器的电子束轨迹的计算

采用法国的MAFIA程序计算电场.编制了TRAJ程序,用逐点跟踪计算电子轨迹,得到了束流包络.观察了在高压电场中栅压对束流光学传输的影响,并获得了在不同能量范围内的栅压聚焦作用,为栅压调节提供了理论依据,也为将来对其它规格的电子帘加速器的物理设计积累了十分宝贵的经验.     

强流电子枪电子光学性能的研究

 利用SLAC-226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究。计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础，在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。在该程序中，网格的划分采用正方形网格；解泊松方程采用半迭代切比雪夫法；解轨迹方程采用四阶龙格 库塔法。经过对轴上电位的优化计算，得到了轴上电场的分布，电子轨迹以及阳极孔处的径迹斜率等结果，并且对外加电场与空间电荷场对束流的聚焦作用作了比较分析。计算发现，电子初始角和初始能量（对束流的）聚焦性能影响很小，二极管间距 d=58.5mm时对束流聚焦最有利。     

高俘获效率电子辐照加速器的设计研究

加速管是一台加速器的核心部分. 一般电子辐照加速器的俘获效率在50%左右, 一半的电子都损失在加速管内. 丢失的电子打在加速管内壁, 产生轫致辐射、腔体发热量增加、真空变坏等许多负面影响. 采用一段等梯度加速结构, 相速沿加速管呈线形增加,调整相速变化规律及加速管腔体的尺寸参数, 设计出的加速管最终的俘获效率提高到90%以上, 同时平均加速梯度没有因此降低, 加速管总长度没有增加.     

微脉冲电子枪的初步实验研究

给出了微脉冲电子枪的模拟计算及其初步实验结果. 该电子枪采用铜铝镁合金作为冷阴极材料, 在以磁控管作为微波功率源的出束实验中得到了100mA/cm²的电流密度.实验结果与次级电子倍增解析计算和SEEG程序的模拟计算结果基本符合, 初步验证了微脉冲电子枪的基本原理, 为今后实验中得到更大的电流密度打下了基础.     

BEPCⅡ电子枪系统测试与运行

2004年7月BEPCⅡ新电子枪系统在测试台进行了测试, 同年11月投入BEPCⅡ直线加速器运行. 描述了新电子枪系统的测试与运行状态. 电子枪设计电流10A, 脉宽1ns,重复频率50Hz, 脉冲高压200kV, 提供单脉冲和双脉冲运行模式. 通过实验获取了一些重要的关系曲线, 同时进行了初步的双脉冲测试. 流强及发射度测量等测试结果表明设计阶段的计算机模拟数据与实际情况基本相符. 从电子枪实际运行状况来看, 其设计与制造是成功的.     

BEPC实验电子枪系统的研究

E5-4实验电子枪系统是BEPC电子枪系统的改进版本，文中首先对其进行了理论分析，并介绍了利用Y796阴栅组件和新的电源及Pulser系统进行测试的结果，分析了各个参数对束流的影响，给出了电子枪流强与直流高压、pulser 电压、栅偏压、阴极参数等的关系曲线，对BEPCII电子枪系统的研制和调试起到了重要的指导作用.     

调制型准层流电子枪聚焦透镜系统的研究

基于变像管工作原理并从其整体性能优化的角度出发,得出在其中采用准层流电子束的必要性;通过分析已有电子光学聚焦系统所存在的结构和性能上的缺陷,确立了优化电子透镜系统的基本模型.在分析各参量相对变化对其渐进聚焦调制特性影响的基础上,阐明了通过膜孔透镜的引入而形成对电子束横向尺寸具有渐进压缩特性的准层流电子枪的可能性.     

调制型准层流电子枪聚焦透镜系统的研究

基于变像管工作原理并从其整体性能优化的角度出发,得出在其中采用准层流电子束的必要性;通过分析已有电子光学聚焦系统所存在的结构和性能上的缺陷,确立了优化电子透镜系统的基本模型.在分析各参量相对变化对其渐进聚焦调制特性影响的基础上,阐明了通过膜孔透镜的引入而形成对电子束横向尺寸具有渐进压缩特性的准层流电子枪的可能性.     

高工作比热阴极微波电子枪调试出束

 报导了一种采用新型结构热阴极4+1/2腔微波电子枪的设计思想、束流动力学计算和调试结果。在微波功率3.2MW时,获得宏脉冲电流1A,电子束脉宽5μs,重复频率200Hz,平均束流功率1~ 2kW,束流稳定,工作比高达10^-3。     

Electron Gun for Powerful Short Pulse Gyrotron with Operating Magnetic Field 8 T

High power short pulse gyrotron with operating frequency 395 GHz operating on the second cyclotron harmonic is now under developing at FIR FU. The gyrotron is planned to use in future experiments for plasma diagnostics. For this purpose the output power about 100 kW and pulse duration 100 ns at least are needed. Preliminary estimations of parameters of some versions of the electron guns with accelerating potential U₀= 70-100 kV were performed. Possibilities of non-adiabatic as well as adiabatic guns were considered. It was shown that non-adiabatic system is not reliable for such rather low value of U₀, the adiabatic magnetron injection gun (MIG) is more preferable for the gyrotron design. Analytical estimations of the suitable MIG dimensions and operating regime to form good quality electron beam were fulfilled. Numerical optimization of the gun shape and position was performed. It was shown that in spite of the extremely big ratio of the operating current (I₀= 18 A) to the Langmuir current of the gun, close to 0.4-0.5, the suggested MIG can form the helical electron beam (HEB) which is suitable for gyrotron operation properties.     

二次发射微波电子枪的数值计算方法

阐述了在rfz轴对称坐标系下,计算二次发射微波电子枪中电子束运动的一种数值方法.通过在束流运动区域建立网格,把空间中的电荷密度分布转化为网格上各顶点的电荷密度分布.在束团运动坐标系中,用多重网格法求解Poisson方程,得到束团的空间电荷场.用5阶Runge?Kutta法直接求解相对论下的电子运动方程.通过实例计算,并和MAFIA的计算结果对比,证明其是一种可靠的方法.     

基于碳纳米管场致发射的电子枪的初步研究

给出了基于碳纳米管场致发射电子枪的初步研究结果. 碳纳米管场致发射试验证明碳纳米管是一种很好的场致发射材料. 试验中, 在极间场强2.7MV/m的情况下得到的电流发射密度为0.5mA/cm².     

NEPCⅡ新电子枪热结构分析与测试

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)要求其直线注入器提供更高的能量和流强, 为此必须设计大电流和小发射度的新电子枪, 以提高正电子的产额. 利用ANSYS对BEPCⅡ新电子枪的温度场分布及结构的热变形进行了模拟分析. 对于电子枪复杂的内部结构形态以及能量转换方式, 分析了传导传热方式对温度场的影响. 在此基础上进行了温度场与结构变形的耦合分析, 利用EGUN对电子枪形变前后束流光学特性进行模拟分析, 并对模拟结果与试验 测试结果进行了分析比较.