[发明专利]多悬浮栅阴极结构、电子枪、电子加速器及辐照装置

说明书

本发明是关于一种多悬浮栅阴极结构、电子枪、电子加速器及辐照装置。该多悬浮栅阴极结构包括：阴极，用以发射电子束；抑制发射栅，位于所述阴极发射面的一侧；第一悬浮栅，位于所述抑制发射栅背离所述阴极本体的一侧，该第一悬浮栅的边缘处设有第一悬浮栅阴极，以及与该第一悬浮栅阴极间隔相对设置的第一悬浮栅阳极，该第一悬浮栅阳极与外部的第一偏压电源连接；第二悬浮栅，位于所述第一悬浮栅背离所述抑制发射栅的一侧，该第二悬浮栅的边缘处设有第二悬浮栅阴极，以及与该第二悬浮栅阴极间隔相对设置的第二悬浮栅阳极，该第二悬浮栅阳极与外部的第二偏压电源连接。

技术领域

本公开涉及电子加速器技术领域，尤其涉及一种多悬浮栅阴极结构、电子枪、电子加速器及辐照装置。

背景技术

随着科学技术的发展，电子加速器的应用领域越来越广泛。电子直线加速器是加速器中用途最为广泛的一种，它广泛应用于肿瘤治疗，高分子交联，医疗用品消毒，铸件探伤，食品保鲜，海关检查，灭菌杀虫，同位素生产，科学科研以及激光武器等方面。常规电子直线加速器如图1所示，主要由直流段、聚束段和加速段组成。由于加速段只能加速由分立束团组成的微脉冲电子束，由直流枪产生的较低能量的直流电子束必须经过聚束段使其转换成微脉冲电子束才能被后面的加速段所加速。而微波电子枪加速器可直接产生微脉冲组成的电子束40，从而使得所产生的电子束40可直接被加速段加速。但是微波电子枪由于“反轰”效应无法工作在高占空比的状态，平均功率低，成本高，通常不适于辐照及高性能加速器的应用。一般的，微波电子枪加速器的平均电流很小，只有几十微安量级，平均功率最多几百瓦，效率很低。

相关技术中提供一种微波电子枪加速器，如图2所示，其可以完全消除微波电子枪的反轰电子和其发射电子中的大部分差性能电子，使得微波电子枪可以工作在连续波状态下，从而使得微波电子枪平均电流可以大幅提高，也就是平均功率可以大幅提高。

但是，如图3和图4所示，相关技术中的悬浮栅阴极结构使得阴极10发射的电子束组成总束团的每个分束团101在离开悬浮栅30时会有一个发散角度，使得整体束流的发射度变大，或者说束流品质变差，这也导致难以实现在例如医用和军用等要求更高的加速器应用。因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多悬浮栅阴极结构、电子枪、电子加速器及辐照装置，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种多悬浮栅阴极结构，包括：

阴极，用以发射电子束；

抑制发射栅，位于所述阴极的发射面的一侧；

第一悬浮栅，位于所述抑制发射栅背离所述阴极的本体的一侧，该第一悬浮栅的边缘处设有第一悬浮栅阴极，以及与该第一悬浮栅阴极间隔相对设置的第一悬浮栅阳极，该第一悬浮栅阳极与外部的第一偏压电源连接；

第二悬浮栅，位于所述第一悬浮栅背离所述抑制发射栅的一侧，该第二悬浮栅的边缘处设有第二悬浮栅阴极，以及与该第二悬浮栅阴极间隔相对设置的第二悬浮栅阳极，该第二悬浮栅阳极与外部的第二偏压电源连接。

本发明的实施例中，所述第二偏压电源提供的第二偏压的幅值大于所述第一偏压电源提供的第一偏压的幅值，从而使第二悬浮栅的直流分量幅值高于第一悬浮栅的直流分量幅值。

本发明的实施例中，所述第一悬浮栅阳极与第一偏压电源之间连接一第一滤波电路。

本发明的实施例中，所述第二悬浮栅阳极与第二偏压电源之间连接一第二滤波电路。