强流高压加速器束流性能提升的研究
李麒成
学位类型博士
导师李德明
2016
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词高压加速器 透镜电场 电子负载 聚焦 空间电荷
摘要在强流高压电子加速器中,电子束流性能的好坏对加速器能否正常地运行工作起了决定性作用。为使从电子枪引出的电子束流在加速管的传输中能够得到正常地聚焦、加速和引出,对加速环境提出了很高的要求。加速器中出现束流的问题,例如束流稳定、聚焦、空间电荷效应等,大多是和加速管的设计有关,所以解决束流问题的关键在于研究加速管物理设计。然而在强流高压加速器中,加速管涉及的物理现象和问题种类繁多,如全电压效应、电子负载现象、真空击穿等。加速管出现的问题错综复杂,一个问题的出现会带来另一个问题产生。为了改善大功率强流高压加速器的束流传输过程,提升加速器的性能,本课题研究的内容将围绕电子高压加速器的加速管的优化设计展开。该研究内容从加速管的加速电场出发。与以往的均匀电场加速不同,论文研究了采用透镜电场加速的方法。利用透镜电场加速可以有效地抑制电子负载现象,从而提高了电子束流加速传输的稳定性。理论分析和模拟仿真都给出了透镜电场在这方面有效性的证明。为研究加速管对束流的聚焦能力,搭建了加速管实验平台。通过实验测量并获取到电子束流在截面方向的信息。通过截面重构方法,得到束流密度分布,进而分析透镜电场加速管的聚焦性,证实了透镜电场比均匀电场具有更好的聚焦性。在低能段抑制空间电荷效应上,我们从理论上分析了电子在加速管中的运动状态及受力情况,并且给出了在加速管低能段采用透镜电场加速的方法,能够更好的抑制电子束的空间电荷效应。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/26081
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
李麒成. 强流高压加速器束流性能提升的研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2016.
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