[发明专利]一种等离子体阴极电子枪

摘要

本发明涉及等离子体放电的一种等离子体阴极电子枪，包括空心阴极、触发模块、绝缘片、浮地阳极、阳极盘、连接件、气管、储气罐、漂移区域、束流探测器、电流馈通、示波器、放电电源、脉冲电源、支撑杆及电缆，支撑杆中空且其内能穿过电缆、且能够调节触发模块的位置，发射管材料六硼化铈，触发模块主要由电介质盘、指形触点电极和金属电极盘组成，通过在指形触点电极和金属电极盘之间施加3kV‑6kV电势来产生电子，浮地阳极和阳极盘均具有中心孔，浮地阳极为环形电极，两个浮地阳极中心孔大小均一致、间距4毫米，陶瓷加热管、同轴加热管上均具有螺旋形凹槽，所述凹槽绕有无焊接点的铼制加热丝，铝外套将铼制加热丝嵌入螺旋形凹槽。

主权项

一种等离子体阴极电子枪，主要包括空心阴极(1)、触发模块(2)、绝缘片(3)、浮地阳极(4)、阳极盘(5)、连接件(6)、气管(7)、储气罐(8)、漂移区域(9)、束流探测器(10)、电流馈通(11)、示波器(12)、放电电源(13)、脉冲电源(14)及电缆，所述空心阴极(1)主要包括石墨阴极管(1‑1)、不锈钢基座(1‑2)、铝内套(1‑3)、陶瓷加热管(1‑4)、发射管(1‑5)、石墨套筒(1‑6)、钨弹簧(1‑7)、铝外套(1‑8)、陶瓷阴极管座(1‑9)、石墨同轴加热管(1‑10)、陶瓷辐射屏底座(1‑11)、钽制内辐射屏(1‑12)、钽制外辐射屏(1‑13)、石墨阴极罩(1‑14)、不锈钢气体入口(1‑15)、铼制加热丝(1‑16)、支撑杆(1‑17)，不锈钢气体入口(1‑15)位于阴极管(1‑1)与基座(1‑2)连接的一端，所述不锈钢气体入口(1‑15)、钨弹簧(1‑7)、石墨套筒(1‑6)、发射管(1‑5)依次对接地位于所述石墨阴极管(1‑1)内，陶瓷阴极管座(1‑9)、石墨同轴加热管(1‑10)、陶瓷加热管(1‑4)依次对接并套于石墨阴极管(1‑1)外围，支撑杆(1‑17)依次穿过不锈钢气体入口(1‑15)、钨弹簧(1‑7)、石墨套筒(1‑6)，所述空心阴极(1)、浮地阳极(4)、阳极盘(5)、连接件(6)、漂移区域(9)、束流探测器(10)、电流馈通(11)依次排列连接，所述储气罐(8)通过连接件(6)和气管(7)连接于所述漂移区域(9)，所述触发模块(2)、脉冲电源(14)、放电电源(13)、示波器(12)依次电缆连接，所述空心阴极(1)与放电电源(13)电缆连接，所述束流探测器(10)通过电流馈通(11)和电缆连接到所述示波器(12)以能够分析束流，石墨阴极管(1‑1)内径4毫米、外径6毫米、长度48毫米、开口直径2毫米，发射管(1‑5)外径4毫米，长度10毫米，石墨阴极罩(1‑14)外径16毫米、长度52毫米，使用直径0.25毫米的铼制加热丝(1‑16)能够对阴极进行加热，石墨同轴加热管(1‑10)与阴极管(1‑1)间具有铝内套(1‑3)，陶瓷阴极管座(1‑9)外围具有陶瓷辐射屏底座(1‑11)，陶瓷辐射屏底座(1‑11)的内侧和外侧表面分别与钽制内辐射屏(1‑12)和钽制外辐射屏(1‑13)连接，石墨阴极罩(1‑14)罩于陶瓷辐射屏底座(1‑11)外围、且连接不锈钢基座(1‑2)，石墨同轴加热管(1‑10)能够通过贯穿陶瓷阴极管座(1‑9)的高压电极连接外部电源，其特征是：支撑杆(1‑17)中空且其内能穿过电缆，触发模块(2)连接于支撑杆(1‑17)前端，支撑杆能沿空心阴极轴线方向前后移动，从而使得触发模块(2)能够悬在发射管内移动，以便能够调节触发模块(2)的位置；发射管(1‑5)材料六硼化铈，触发模块(2)主要由电介质盘、指形触点电极和金属电极盘组成，所述电介质盘位于指形触点电极和金属电极盘之间，电介质盘材料是以钛酸钡为主体的介电材料，也可以包括一定比例的钛酸钙、钛酸锶或钛酸铅，其中电介质盘与指形触点电极导通，金属电极支撑电介质盘并导通，通过在指形触点电极和金属电极盘之间施加3kV‑6kV电势来产生电子；所述浮地阳极(4)和阳极盘(5)均具有中心孔，浮地阳极(4)为一个环形电极，两个浮地阳极(4)的中心孔大小均一致、间距4毫米，每个相邻的所述浮地阳极(4)之间具有绝缘片(3)，各浮地阳极(4)之间的距离相等，以使得击穿过程中电势分布是相似的；陶瓷加热管(1‑4)外表面上具有螺旋形凹槽，所述凹槽绕有铼制加热丝(1‑16)，石墨同轴加热管(1‑10)与陶瓷加热管(1‑4)对接的一段的外表面也具有所述螺旋形凹槽，陶瓷加热管(1‑4)外表面的所述铼制加热丝(1‑16)能够延续绕到同轴加热管(1‑10)的该段所述凹槽上，铼制加热丝(1‑16)的一端插入石墨阴极管(1‑1)上的一个凹坑与陶瓷加热管(1‑4)之间，铝外套(1‑8)底部具有狭缝、且当紧密地套在陶瓷加热管(1‑4)以及部分石墨同轴加热管(1‑10)外围时，能够保持铼制加热丝(1‑16)嵌入所述螺旋形凹槽，铼制加热丝(1‑16)另一端插入铝外套(1‑8)上的狭缝，并使得铼制加热丝(1‑16)完全包裹于铝外套(1‑8)内、且铼制加热丝(1‑16)上无焊接点，完全是靠陶瓷加热管(1‑4)及石墨同轴加热管(1‑10)上的螺旋形凹槽和铝外套(1‑8)的内壁之间的相互挤压来实现电接触的，使得加热端具有较低的电阻，能够使得大部分电流产生的能量分布在发射管(1‑5)所在的区域；加热电流的传导路径依次是：高压电极、石墨同轴加热管(1‑10)、铼制加热丝(1‑16)、石墨阴极管(1‑1)、不锈钢基座(1‑2)。