一种用于重离子加速器电子冷却装置阴极的研制One-电子与信息学报.PDF

第 32 卷第 12 期 电 子 与 信 息 学 报 Vol.32No.12 2010 年 12 月 Journal of Electronics Information Technology Dec. 2010 一种用于重离子加速器电子冷却装置阴极的研制 王小霞 赵青兰 廖显恒 孟鸣凤 李 云 (中国科学院电子学研究所中国科学院高功率微波源与技术重点实验室 北京 100190) 摘 要：该文主要研制一种用于 HIRFL-CSR 电子冷却装置的氧化物阴极，测试了该阴极在普通试验二极管中的发 射性能及寿命，研究了成型阴极表面温度均匀性及其分解激活过程。结果表明，阴极支取直流发射电流密度 0.5 A/cm2，工作温度 750℃～800℃时具有很好的发射均匀性，电流加速寿命结果表明，该阴极在 800℃，寿命超过 18000 h。 关键词：氧化物阴极；电子冷却；发射性能；寿命 中图分类号：O462.1 文献标识码： A 文章编号：1009-5896(2010)12-2999-04 DOI: 10.3724/SP.J.1146.2010.00077 One Type of Oxide Cathode for HIRFL-CSR Electron Cooler Wang Xiao-xia Zhao Qing-lan Liao Xian-heng Meng Ming-feng Li Yun (Key Laboratory of High Power Microwave Sources and Technologies, Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190,China) Abstract: In this paper the characteristic of a type of oxide cathode for HIRFL-CSR electron cooler is discussed, which includes the measurement of the DC emission current density and the lifetime of the cathode. The thermic uniformity of the cathode surface and its decomposing, activating process are also tested. The results show that the cathode has good emission uniformity with 0.5 A/cm2 at 750℃～800℃and its lifetime is over 18000 h. Key words: Oxide cathode; Electron cooling; Emission performance; Lifetime 1 引言 作为同步加速器领域束流冷却的重要途径之 一，电子冷却是通过由重离子加速器储存环轨道外 强流“冷”电子束和环内具有相同运动速度的热离 子束之间的多次库仑作用或卢瑟福散射进行“热交 换”，离子将“热”转移给电子从而降低了温度，直 观对应为减小了离子的横向发射度和纵向运动分 图 1 电子枪结构示意图 量。从而提高加速器储环内已经开始储存束流的品 [1] 质，并增加储存寿命 。 效率、可靠性及发射均匀性直接影响产生电子束的 在电子冷却装置中，电子枪是最为核心的部件，