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强流相对论多注电子束研究进展

王淦平 金晓 李春霞 黄华 刘振帮 李乐乐

王淦平, 金晓, 李春霞, 等. 强流相对论多注电子束研究进展[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 023002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170279
引用本文: 王淦平, 金晓, 李春霞, 等. 强流相对论多注电子束研究进展[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 023002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170279
Wang Ganping, Jin Xiao, Li Chunxia, et al. Development progress of relativistic multi-beam[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 023002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170279
Citation: Wang Ganping, Jin Xiao, Li Chunxia, et al. Development progress of relativistic multi-beam[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 023002. doi: 10.11884/HPLPB201830.170279

强流相对论多注电子束研究进展

doi: 10.11884/HPLPB201830.170279
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11475158

详细信息
    作者简介:

    王淦平(1983—),男,博士研究生,主要从事脉冲功率技术研究; wanggpcaep@163.com

  • 中图分类号: TN62

Development progress of relativistic multi-beam

  • 摘要: 研制了基于爆炸发射的扇形和圆柱形多注阴极系统,并开展了强流相对论多注电子束的实验研究。研究发现:扇形多注阴极由于发射端面电场分布严重不均,电子束主要由尖端发射,束斑畸变明显,当每注扇形电子束进入到多注扇形漂移管内时,在空间电磁场的作用下电子束会绕束心旋转,导致束斑的畸变和束流的损失;圆柱形多注阴极发射端电场分布相对均匀,电子束斑畸变较小,每注电子束在多注漂移管内绕束心的旋转不会引起束斑的畸变和束流的损失;由于阴极杆和多注阴极柱的发射,多注电子束品质较差,进入多注漂移管时存在电子束轰击管壁现象,造成束流的损失甚至截止。采用大内径磁场可增大阳极筒内半径,明显提高束流的传输效率。目前,采用功率约6.5 GW、传输效率约89%的相对论多注电子束驱动的多注速调管,可实现GW量级的微波输出。
  • 图  1  扇形多注电子束在多注漂移管内的传输

    Figure  1.  Fan-shaped multi-beam transmit in multi-beam tube

    图  2  扇形多注漂移管末端束斑

    Figure  2.  Fan-shaped multi-beam spot

    图  3  扇形多注阴极

    Figure  3.  Fan-shaped multi-beam cathode

    图  4  尖端发射电子束初始位形

    Figure  4.  Schematic of tip emission

    图  5  实验束斑

    Figure  5.  Experiment results

    图  6  距阴极表面不同位置处的电子束斑

    Figure  6.  Simulated spots at different location from cathode surface

    图  7  圆柱形多注阴极系统结构示意图

    Figure  7.  Sketch of cylindrical cathode system with multi-beam

    图  8  模拟束斑

    Figure  8.  Simulation spot at different location

    图  9  经过多注漂移管后的实验束斑

    Figure  9.  Experimental multi-beam spot

    图  10  阴极柱倾斜结构示意图

    Figure  10.  Sketch of multi-beam cathode with inclined rods

    图  11  不同倾斜角度时的电子束引入效率

    Figure  11.  Transmission efficiency vs incline angle

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-07-10
  • 修回日期:  2017-09-30
  • 刊出日期:  2018-02-15

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