提出了一种新型二次电子倍增阴极强流二极管, 并对其进行了动力学理论简化模型和蒙特卡罗数值模拟的对比验证研究。首先, 基于设计结构原型, 根据二次电子发射特性进行合理简化, 建立了动力学模型, 获得了电子速度、位移以及渡越时间的解析结果, 并结合Vaughan的二次电子产额模型, 确定了该新型二次电子倍增阴极强流二极管的理论工作区间; 其次, 理论分析了施加径向电场的重要意义, 并给出了二次电子运动特征参数(最大位移、渡越时间、碰撞能量等)的理论预估结果; 最后, 对该新型二次电子倍增阴极强流二极管进行了蒙特卡罗模拟研究, 获得了电子的运动轨迹、碰撞能量以及二次电子倍增工作区间等物理图像, 并将蒙特卡罗数值模拟结果与理论结果进行了比对, 两者吻合程度较好, 对可能的误差来源进行了分析讨论。理论和模拟结果表明: 新型二次电子倍增阴极强流二极管概念可行, 工作区间内通过调整施加电场与磁场幅值, 可有效达到电子运动状态可控的目标。另外, 理论粗估了二次电子倍增饱和条件下的阴极发射电流密度, 结果表明: 发射电流密度可达kA/cm2水平, 具备强流发射特性; 增加外加径向场强幅值可有效提升发射电流密度。最后, 对该新型二次电子倍增阴极设计步骤和依据进行了讨论。

提出了一种可由脉冲功率驱动的新型二次电子倍增阴极构型，并对其进行了动力学过程的初步理论研究。首先，针对该二次电子倍增阴极，建立了动力学模型，获得了二次电子的位移和速度方程，讨论了电子初始出射速度对其轨迹、渡越时间和碰撞能量的影响，理论给出了渡越时间和碰撞能量的近似解析表达式。其次，通过动力学方程与Vaughan二次电子产额经验公式的耦合求解，获得了该二次电子倍增阴极的工作区间，并对其进行了细致讨论。结果表明：该新型二次电子倍增阴极二极管概念上是可行的，在涂敷高二次电子产额系数材料的圆柱形介质上施加合适的轴向和径向静电场(MV/m量级)以及轴向静磁场(T量级)，可以达到电子沿阴极表面螺旋行进过程中实现二次电子倍增并最终获得电流沿轴向放大的设计目标。另外，讨论了正电荷沉积引发的二次电子倍增饱和现象，并对阴极发射电流密度进行了理论粗估，结果表明：阴极发射电流密度可达kA/cm2水平，具备强流发射特性；增加外加径向场强幅值可有效提升阴极发射电流密度。