近年来热阴极特别是钪系阴极得到充分发展，有望成为高功率微波的电子源。提出一种基于热阴极的新型“面包圈”式电子枪模型，以此电子枪作为相对论返波管的环形电子束发射源。通过仿真软件 CST PARTICLE STUDIO对模型进行仿真验证，所得电子枪发射电流为 786 A，阴极发射电流密度为30 A/cm2，电子束密度为 305 A/cm2，电子通过率为 99.9%。最后对热阴极在高功率微波器件中的应用进行了初步探索。
环形电子束 热阴极 相对论返波管 高功率微波 annular electron beam thermionic cathode relativistic backward wave oscillator high power microwave 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(1): 131
采用图像诊断方法对高能环形电子束形状及空间尺寸进行了研究，以高能脉冲环形电子束轰击高Z靶材料产生脉冲X射线，X射线经过X射线增感屏转换为可见光，用单次图像采集系统获取可见光的积分图像。为满足诊断所需的空间分辨和系统灵敏度，通过理论计算确立了靶的材料、厚度及X射线增感屏的型号和厚度等参数。根据测试环境，设计了系统的现场安装结构，系统基本满足测试要求。分析从实验中获取的图像，可知环形电子束的内径为36.5 mm，环厚为1 mm，环形不均匀，水平方向电子束强。
环形电子束 图像诊断 X射线增感屏 annular Electron Beam image Diagnosis System X-Ray imaging CCD CCD
针对基于SOS脉冲功率源S-5N的输出特点,利用PIC数值模拟软件,为S-5N设计了能够工作在低引导磁场条件下的无箔二极管系统,并在S-5N脉冲功率源上进行了低引导磁场环形强流电子束产生的实验研究.在引导磁场为0.5 T条件下,无箔二极管电流输出波形近似为梯形波,脉冲上升沿约9 ns,平顶部分约26 ns,二极管电压420 kV,电流2.7 kA,束斑平均半径约16 mm,具有良好的均匀性.
无箔二极管 强流环形电子束 低引导磁场 Foilless diode Annular electron beam Low guiding magnetic field
电子科技大学,物理电子学院,四川,成都,610054
利用自洽线性场理论,导出了薄环形相对论互作用色散方程,得到了注波互作用产生切伦科夫辐射的同步条件和波增长率.分析了填充等离子体后的波与电子注之间的能量交换及等离子体密度对色散特性、波增长率和注波能量交换的影响.分析结果表明:切伦科夫辐射是由沿介质同轴波导传播的慢波与沿薄环形相对论电子注传播的负能空间电荷波耦合所致,且其耦合强度与电子注的密度成正比;输出频率和波增长率随着填充等离子体密度的增大而提高;保持一定的输出频率,增大电子注的束流可得到高的微波输出功率.
薄环形电子注 等离子体 介质同轴波导 切伦科夫辐射 色散特性 Thin annular electron beam Plasma Dielectric coaxial waveguide Cherenkov radiation Dispersion characteristics 强激光与粒子束
2004, 16(11): 1463
国防科学技术大学,理学院,湖南 长沙 410073
利用磁场有限元法,计算了周期性布置的永磁铁内的磁场;利用流体模型分析了作用在束电子上的力并导出了改进Matheiu函数形式的径向力方程;利用2.5维PIC程序研究了束传输的物理过程.计算发现强流相对论电子束的稳定传输与束等离子体密度、束平衡位置、磁场的强度、磁场周期长度等有关.研究认为利用周期性永磁场导引数kA的环形电子束,使之稳定传输是可?艿?
环形强流电子束 磁场有限元法 周期磁场 PIC模拟 intense relative annular electron beam finite element magnetic method （FEMM） periodic permanent magnet （PPM） PIC simulation
