二极电子枪的基本结构原理,见图2-10-3,这是用在行波电子直线加速器上的一种典型二极电子枪结构。这种电子枪的枪灯丝既是发热体,也是电子发射极,图中标注的“阴极”,其实并不发射电子,只是为了形成聚焦电场而设置的凹形电极。由图2-10-3可见,枪灯丝的一端与阴极连接之后再与另一端同时接到灯丝电源,灯丝电源可以是交流电,也可以是直流电。枪灯丝接通电源之后,经过一定的预热时间就具备了所需要的电子发射能力,通常,在饱和范围之内,枪灯丝电流越大,灯丝温度越高,发射能力越强,但枪电流不能太大,以免烧坏灯丝。图中的阳极与加速管对接,经阳极孔发射出的“电子注”会直接进入加速管被连续加速。因为行波电场具有特定的振荡周期,所以电子不能连续发射,而是要随着行波电场的变换周期同步发射,以满足同步加速条件。因此,在阴极与阳极之间不能施加直流静态电场,图中标注的是“脉冲负高压”,阳极接地,以保证工作安全。显然,选择不同的脉冲幅度可以改变电子枪的电子射程;改变脉冲起始时间可以调节电子枪的发射时机和电子注入相位;而改变脉冲宽度可以适当调节电子发射数量。这种电子枪的最大特点是结构比较简单,在行波加速器上一般都是可拆卸结构,所以这种二极电子枪可以现场拆卸和更换安装,维修费用比较低廉。安装在行波医用电子直线加速上的二极电子枪的侧面照片见图2-10-4。枪灯丝电流和阴极负高压都从玻璃罩的顶端引入,底端是阳极和金属外壳,通过密封圈直接与加速管连接,形成共同的真空腔体,现场进行真空处理之后就可以投入正常运行。
图2-10-3 二极电子枪结构原理
图2-10-4 二极电子枪实物外形照片
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