電子簾加速器、接收極和電子加速方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加速器領(lǐng)域，特別涉及一種電子簾加速器、接收極和電子加速方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子簾加速器是一種高壓型加速器，參考圖1所示，其主體是一個(gè)帶鉛屏蔽的不銹鋼柱型筒(也稱真空室)，陰柵組件I’位于真空室的中心區(qū)域，陰柵組件I’包括反射極11’、陰極12’、柵極13’等。在柵極13’和陽極2’(也稱接收極)間加有直流高壓，故在柵極13’和陽極2’間可建立電子束的加速電場(chǎng)。被加速的電子束通過陽極2’的陽極縫2A’、穿過鈦窗3’后進(jìn)入大氣，可對(duì)物品進(jìn)行輻照。陰柵組件I’相對(duì)陽極筒4’為負(fù)高壓，陽極筒4’為地，在柵極13’的柵縫與陽極2’的陽極縫2A’間的區(qū)域存在對(duì)電子束散焦作用的靜電場(chǎng)。真空室內(nèi)被靜電場(chǎng)加速的高能量電子由于電場(chǎng)的散焦作用將會(huì)轟擊到陽極縫2A’周圍的鈦窗3’支撐結(jié)構(gòu)。這將降低電子束的通過率和有效利用率，并增加鈦窗3’支撐結(jié)構(gòu)的制冷量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是:由于電場(chǎng)散焦作用電子束的通過率和有效利用率降低及鈦窗支撐結(jié)構(gòu)的制冷量增加的問題。
[0004]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供的一種電子簾加速器，包括:電子束發(fā)射組件和接收極，所述接收極朝向所述電子束發(fā)射組件側(cè)呈現(xiàn)凸起狀，以便對(duì)電子束產(chǎn)生匯聚作用。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，所述接收極朝向所述電子束發(fā)射組件側(cè)呈現(xiàn)中部高兩側(cè)低的階梯狀。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，所述接收極朝向所述電子束發(fā)射組件側(cè)呈現(xiàn)中部高兩側(cè)低的圓弧狀、橢圓狀或者拋物線狀。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述階梯狀為中心對(duì)稱的階梯狀。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述階梯狀的下降梯度根據(jù)所述電子束發(fā)射組件與所述接收極間電場(chǎng)的散焦場(chǎng)強(qiáng)度獲取。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述階梯狀的下降梯度根據(jù)所述電子束發(fā)射組件與所述接收極間電場(chǎng)的散焦場(chǎng)強(qiáng)度、所述電子束發(fā)射組件所在真空室內(nèi)的最高場(chǎng)強(qiáng)、以及所述電子束發(fā)射組件與所述接收極間距獲取。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述圓弧狀、橢圓狀或者拋物線狀為中心對(duì)稱的圓弧狀、橢圓狀或者拋物線狀。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述圓弧狀、橢圓狀或者拋物線狀的曲率根據(jù)所述電子束發(fā)射組件與所述接收極間電場(chǎng)的散焦場(chǎng)強(qiáng)度獲取。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述圓弧狀、橢圓狀或者拋物線狀的曲率根據(jù)所述電子束發(fā)射組件與所述接收極間電場(chǎng)的散焦場(chǎng)強(qiáng)度、所述電子束發(fā)射組件所在真空室內(nèi)的最高場(chǎng)強(qiáng)、以及所述電子束發(fā)射組件與所述接收極間距獲取。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，電子簾加速器還包括:鈦窗，所述鈦窗的厚度范圍是1um?20umo
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的再一個(gè)方面，提供的一種接收極，應(yīng)用于電子簾加速器，所述接收極朝向所述電子簾加速器的電子束發(fā)射組件側(cè)呈現(xiàn)凸起狀，以便對(duì)電子束產(chǎn)生匯聚作用。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述接收極朝向所述電子束發(fā)射組件側(cè)呈現(xiàn)中部高兩側(cè)低的階梯狀；或者，所述接收極朝向所述電子束發(fā)射組件側(cè)呈現(xiàn)中部高兩側(cè)低的圓弧狀、橢圓狀或者拋物線狀。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述階梯狀的下降梯度、或者所述圓弧狀、橢圓狀或者拋物線狀的曲率根據(jù)所述電子束發(fā)射組件與所述接收極間電場(chǎng)的散焦場(chǎng)強(qiáng)度獲取。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的又一個(gè)方面，提供的一種電子加速方法，包括:朝向電子束發(fā)射組件側(cè)呈現(xiàn)凸起狀的接收極對(duì)所述電子束發(fā)射組件射出的電子束進(jìn)行匯聚，以提高電子束在所述接收極的通過率。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例通過凸起狀接收極結(jié)構(gòu)，在接收極周圍建立一個(gè)電子束聚焦場(chǎng)，消除電子簾陰極與陽極筒間散焦電場(chǎng)的影響，提高電子束在接收極的通過率和有效利用率，同時(shí)減少鈦窗支撐結(jié)構(gòu)的制冷量。
[0019]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)電子簾加速器一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明電子簾加速器一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明凸起狀接收極對(duì)電子束光學(xué)作用的示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明柵極到鈦窗的電子束包絡(luò)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。
[0027]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個(gè)部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。
[0028]對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。
[0029]在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。
[0030]應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
[0031]圖2為本發(fā)明電子簾加速器一個(gè)實(shí)施例的截面不意圖。參考圖2所不，電子簾加速器包括:電子束發(fā)射組件1、接收極2，還包括鈦窗3、陽極筒4等部件。電子束發(fā)射組件I也稱陰柵組件，包括發(fā)射電子的陰極12，通常還設(shè)置反射極11和柵極13，反射極11附近建立一個(gè)電子減速場(chǎng)，將陰極12發(fā)射朝向反射極11運(yùn)動(dòng)的電子減速而后朝柵極13的方向加速，柵極13主要建立一個(gè)相對(duì)陰極12的正電位，將陰極12發(fā)射的電子最大限度的吸引過來，并且可以控制陰極12電子發(fā)射的電流。
[0032]接收極2也稱陽極，具有電子可以穿過的縫隙，稱為陽極縫2A。接收極2可以用膠圈法蘭與陽極筒4密封連接。參考圖2所示，接收極2朝向電子束發(fā)射組件I側(cè)呈現(xiàn)凸起狀，以便對(duì)電子束產(chǎn)生匯聚作用。該凸起狀接收極結(jié)構(gòu)，可以在接收極周圍建立一個(gè)電子束聚焦場(chǎng)，從而消除電子簾陰極與陽極筒間散焦電場(chǎng)的影響，將原本會(huì)轟擊到接收極和鈦窗兩側(cè)支撐結(jié)構(gòu)的電子束重新匯聚到接收極區(qū)域，提高電子束在接收極的通過率和有效利用率，同時(shí)減少鈦窗支撐結(jié)構(gòu)的制冷量。
[0033]圖3為本發(fā)明凸起狀接收極2對(duì)電子束光學(xué)作用的示意圖。如圖3所示，接收極2附近電場(chǎng)的等勢(shì)線C，在接收極2附近形成一個(gè)聚焦電場(chǎng)，電子束發(fā)射組件I中射出的電子束B在聚焦電場(chǎng)作用下重新匯聚到接收極2區(qū)域，從而提高電子束B在接收極的通過率和有效利用率。
[0034]圖4為本發(fā)明柵極13到鈦窗3的電子束包絡(luò)示意圖。其中，S是柵極13與接收極2間靜電加速場(chǎng)的散焦作用示意，F(xiàn)是接收極2處的聚焦作用示意。隨著電子束與柵極13的距離增加電場(chǎng)的散焦作用也逐漸凸現(xiàn)，當(dāng)電子束接進(jìn)接收極2后又逐漸感受到接收極2周圍電場(chǎng)的聚焦作用，最終在鈦窗3處形成一個(gè)寬度相當(dāng)于或接近鈦窗3寬度的電