電子簾加速器、反射極以及電子加速方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輻照領(lǐng)域，特別是一種電子簾加速器、反射極以及電子加速方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電子簾加速器是一種高壓型加速器，沒有加速管和掃描裝置，具有體積小、外形規(guī)整以及結(jié)構(gòu)簡單的特點。電子簾加速器的應(yīng)用廣泛，主要用于海水淡化、功能膜制備、建筑裝飾材料及錄音帶等高端產(chǎn)品涂層固化，煙氣凈化，廢水治理、薄形橡膠和橡膠乳輻射硫化以及醫(yī)用材料制備等領(lǐng)域。
[0003]目前的電子簾加速器的主體是不銹鋼柱型筒，作為真空室，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。真空室中間有燈絲，處于負(fù)高壓狀態(tài)，發(fā)散出電子。電子被高壓加速，形成電子簾。真空室下側(cè)開有鈦窗，高能電子束流穿過鈦窗射到受照物質(zhì)上。在圖1的橫切面中，I為反射極，2為陰極，3為柵極，陰極位于反射極和柵極之間，柵極3具有相對于陰極2的正電位。反射極I又稱懸浮極，是通過接收陰極2燈絲發(fā)射的電子而形成的一個負(fù)電位電極。反射極I附近為電子減速場，將陰極2發(fā)射朝向反射極運(yùn)動的電子減速后朝柵極3的方向加速，即增加陰極2發(fā)射電子的利用率。4為陽極，在柵極3和陽極4之間產(chǎn)生電子加速場，加速電子向陽極運(yùn)動。5為鈦窗，到達(dá)陽極4的電子經(jīng)鈦窗5發(fā)射出電子簾加速器。
[0004]其中，反射極I的形狀如圖2或3所示。圖2和圖3中，2為陰極，產(chǎn)生電子，圖2中21為凹弧形反射極，這樣的結(jié)構(gòu)降低了陰極的熱輻射損耗，降低燈絲的加熱功率，但其陰極電子利用效率低。圖3中31為平板反射極，它可以將陰極發(fā)射的大部分電子推向柵極。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個目的在于提出一種提高陰極電子覆蓋區(qū)域的反射極結(jié)構(gòu)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種電子簾加速器，包括陰極和反射極，反射極為相對于陰極方向的凸弧形曲面。
[0007]進(jìn)一步地，還包括:柵極，位于電子經(jīng)反射極加速后運(yùn)動的方向，并垂直于反射極中心軸與陰極的連線；鈦窗，位于柵極遠(yuǎn)離陰極的一側(cè)，并平行于柵極。
[0008]進(jìn)一步地，反射極為鉭材料制成。
[0009]進(jìn)一步地，反射極為圓筒形。
[0010]進(jìn)一步地，反射極半徑為陰極燈絲半徑的5?10倍。
[0011]進(jìn)一步地，反射極的橫切面為圓形、半圓形、橢圓形、半橢圓形、優(yōu)弧或劣弧。
[0012]進(jìn)一步地，反射極橫切面的曲率根據(jù)陰極的直徑、陰極與柵極間距、陰極與反射極間距和/或相鄰反射極間距獲取。
[0013]進(jìn)一步地，反射極長度與陰極燈絲長度相近。
[0014]進(jìn)一步地，反射極長度為8?15cm。
[0015]這樣的裝置，反射極除了產(chǎn)生電子減速場，將陰極發(fā)射朝向反射極運(yùn)動的電子減速后朝柵極的方向加速外，還產(chǎn)生垂直于反射極軸線與陰極連線方向的電場，使電子可以在平行于柵極的方向上漂移一定距離后再達(dá)到柵極。從而達(dá)到增加單個陰極燈絲發(fā)射電子的覆蓋區(qū)域的目的，能夠減少電子簾加速器中陰極的數(shù)目。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出一種反射極，用于電子簾加速器，反射極為相對于電子簾加速器中的陰極方向的凸弧形曲面。
[0017]這樣的反射極能夠使陰極發(fā)射的電子在垂直于反射極軸線與陰極連線方向上漂移一定的距離，從而增加單個燈絲陰極發(fā)射電子的覆蓋區(qū)域，減少電子簾加速器中陰極的數(shù)目。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提出一種電子加速方法，凸弧形反射極將陰極發(fā)射朝向凸弧形反射極運(yùn)動的電子減速，且將電子朝預(yù)定方向加速，以便增加電子向垂直于凸弧形反射極中心軸與陰極連線的方向運(yùn)動的距離。
[0019]通過這樣的方法，能夠增加電子向垂直于凸弧形反射極軸線與陰極連線的方向運(yùn)動的距離，從而增加單個燈絲陰極發(fā)射電子的覆蓋區(qū)域，減少電子簾加速器中陰極的數(shù)目。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種電子簾加速器結(jié)構(gòu)的立體示意圖。
[0022]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種電子簾加速器的部分示意圖。
[0023]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中另一種電子簾加速器的部分示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明的電子簾加速器的第一個實施例的不意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明的電子簾加速器的工作原理示意圖。
[0026]圖6為本發(fā)明的電子簾加速器的第二個實施例的示意圖。
[0027]圖7為本發(fā)明的電子簾加速器的第三個實施例的示意圖。
[0028]圖8為本發(fā)明的電子簾加速器的第四個實施例的示意圖。
[0029]圖9為本發(fā)明的電子簾加速器的第五個實施例的示意圖。
[0030]圖10為本發(fā)明的電子簾加速器的第六個實施例的示意圖。
[0031]圖11為本發(fā)明的電子加速方法的一個實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0033]本發(fā)明的電子簾加速器的一個實施例的示意圖如圖4所示，圖4為電子簾加速器的橫切面，其中2為陰極，陰極2可以是負(fù)高壓燈絲，用于發(fā)散電子，41為反射極，反射極41是向陰極方向凸起的曲面，產(chǎn)生電子減速場，對電子起排斥作用。
[0034]圖4中向陰極方向呈凸弧形的反射極41的電場具有向下和水平兩個方向的電場分量，對電子具有向下和向水平加速的作用。這樣的反射極除了產(chǎn)生電子減速場，將陰極發(fā)射朝向反射極運(yùn)動的電子減速后朝柵極的方向加速外，還產(chǎn)生垂直于反射極軸線與陰極連線方向的電場，使電子可以在水平方向上漂移一定距離后再達(dá)到柵極，從而達(dá)到增加單個燈絲陰極發(fā)射電子的覆蓋區(qū)域的目的，能夠減少電子簾加速器中陰極的數(shù)目。
[0035]電子簾加速器除了反射極和陰極，還具有柵極和鈦窗，如圖1中所示，柵極3可以具有相對于陰極的正電位，將陰極發(fā)射的電子最大限度的吸引過來，柵極3起到均勻電子的作用。通過調(diào)整柵極3的電壓能夠控制陰極2電子發(fā)射的電流。鈦窗5位于柵極遠(yuǎn)離陰極的一側(cè)，且并平行于柵極。鈦窗5與柵極3之間具有高壓電場，電子經(jīng)過柵極3后在高壓電場的作用下向鈦窗5加速運(yùn)動。通過這樣的裝置，電子從陰極發(fā)出，經(jīng)過加速和擴(kuò)散，從鈦窗發(fā)射出，實現(xiàn)電子加速器功能。
[0036]圖5為電子簾加速器的工作原理的示意圖。51為曲面反射極，圖中以圓筒形曲面反射極為例。2為陰極，301為第一柵極(控制柵極)，302為第二柵極(屏蔽柵極)，5為鈦窗。陰極2朝各個方向發(fā)射電子，電子的運(yùn)動軌跡如6所示。朝柵極運(yùn)動的電子在反射極I的排斥作用和柵極的吸引作用下，向柵極301、302的方向加速運(yùn)動，朝反射極發(fā)射的電子在反射極I的排斥作用下減速，隨后朝柵極的方向加速運(yùn)動。由于朝陰極2突出的曲面反射極I具有垂直于柵極和平行于柵極的兩個方向的電場分量，因此，電子可以在平行于柵極的方向運(yùn)動一定的距離后再