[发明专利]一种轫致辐射反射三极管

说明书

本发明涉及一种用于产生强脉冲硬X射线的轫致辐射反射三极管，解决现有轫致辐射反射三极管的两个阴阳极间隙电势不一致和辐射场无法充分利用的问题。该三极管包括反射三极管腔体、阳极基座、阳极、阴极、横向盖板、前向盖板、绝缘板固定螺母、绝缘板过渡件和绝缘板；反射三极管腔体与绝缘板相连接的部分为圆筒，远离绝缘板的部分过渡为一封闭腔体，封闭腔体相对的面设置为平行的两个平板；两个阴极分别设置在封闭腔体的两个平板上；阳极位于两个阴极之间；阳极设置在阳极基座上，阳极基座通过绝缘板过渡件安装在水线内筒上，绝缘板过渡件通过绝缘板固定螺母固定；横向盖板分别设置在封闭腔体的两个平板上，前向盖板设置在封闭腔体的轴向末端。

技术领域

本发明涉及脉冲功率技术领域，具体涉及一种用于产生强脉冲硬X射线的轫致辐射反射三极管。

背景技术

强脉冲硬X射线源被广泛应用于各种辐照效应的实验研究中。传统单间隙二极管将阴极发射的强流脉冲电子束轰击到高原子序数的靶材上产生轫致辐射。由于系统电磁脉冲效应需要能谱在10～100keV的脉冲硬X射线，所以用于打靶的脉冲电子束最大能量必须小于300keV，这就要求单间隙二极管的端电压低于300kV。在单间隙轫致辐射二极管中，阴极发射的强流脉冲电子束只和阳极转换靶进行一次作用，难以充分利用电子束的能量，其X射线转换效率极低。此外，在低电压情况下，由于阴极等离子体运动的影响，单间隙二极管难以产生够强的电子束流来产生轫致辐射。因此，单间隙二极管不利于产生高注量大面积的硬X射线辐射场。为了提高低能X射线转换效率，轫致辐射反射三极管在上世纪末期逐渐发展起来，已成为一种先进的脉冲硬X射线技术。

在脉冲功率领域，传统二极管主要由一个阳极和一个阴极组成。轫致辐射反射三极管则是将一个阳极置于两个相向的阴极中间而构成。当高压脉冲加载到反射三极管上时，两个阴极向中间的阳极发射电子束，电子在两个阴极间来回反射的过程中不断穿透阳极，并产生正反向轫致辐射，在空间叠加形成所需的辐射场。目前的反射三极管为轴向结构，不仅难以保证两个阴阳极间隙空间电势的一致性，而且驱动源方向的辐射场无法得到充分利用。

发明内容

本发明的目的是解决现有轫致辐射反射三极管的两个阴阳极间隙电势不一致和辐射场无法充分利用的问题，提出一种电子横向发射的轫致辐射反射三极管，高功率脉冲经同轴输出转换为平板传输，实现辐射场的横向输出。

本发明的技术解决方案如下：

一种轫致辐射反射三极管，包括反射三极管腔体、阳极基座、阳极、阴极、横向盖板、前向盖板、绝缘板固定螺母、绝缘板过渡件和绝缘板；所述绝缘板设置在反射三极管腔体的一侧，且与反射三极管腔体连接；所述反射三极管腔体与绝缘板相连接的部分为圆筒，远离绝缘板的部分过渡为一封闭腔体，所述封闭腔体相对的两个面设置为平行的两个平板；两个阴极分别设置在封闭腔体的两个平板上，且阴极发射面平行相对设置；所述阳极位于两个阴极之间，两个阴极发射面与阳极面距离相同，且阳极和两个阴极的中心点连线与反射三极管腔体的轴线垂直；所述阳极设置在阳极基座上，所述阳极基座位于反射三极管腔体的圆筒内，且通过绝缘板过渡件安装在水线内筒上，所述绝缘板过渡件通过绝缘板固定螺母固定；所述横向盖板分别设置在封闭腔体的两个平板上，将安装阴极的腔体封闭，所述前向盖板设置在封闭腔体的轴向末端，将封闭腔体的轴向末端封闭。

进一步地，所述阳极包括阳极膜支撑板、阳极膜压紧环和阳极膜；所述阳极膜压紧环安装在阳极膜支撑板上，所述阳极膜支撑板上设置有凸起，所述阳极膜压紧环上设置有凹槽；所述阳极膜设置在阳极膜支撑板和阳极膜压紧环之间，且通过凸起和凹槽压紧安装。

进一步地，所述阳极膜为圆形薄膜，且是原子序数为73的钽箔薄膜。

进一步地，所述阳极基座与绝缘板接触的一侧设置为圆锥面，所述反射三极管腔体与绝缘板接触的拐角处设置为圆角。

进一步地，所述反射三极管腔体的圆筒部分与绝缘板之间设置有绝缘板固定环，所述反射三极管腔体、绝缘板固定环、绝缘板以及水线外筒之间通过固定螺栓固定。