大回旋电子束双磁会切电子枪的设计

　　由正则角动量守恒出发，可以依次得到电子经过**、第二会切磁场后的角向速度vi、引导中心半径rg及拉莫尔半径rL.经过第二会切磁场后的电子束参量咖在阴极处及**磁会切处的径向位置。

　　由式（4）可以看出，要得到大回旋轨道电子束，只需令/1 =一/2即可。

　　电子经过绝热压缩区，绝热压缩磁场从Bo缓慢变化到/mB（/m为绝热压缩磁场比例因子），由绝热压缩理论知电子磁矩保持不变及电子束环绕磁通保持不变，可以得到*终电子束角向速度和引导中心半径分别为电子束速度比为由此可以看出，电子束的速度比由会切磁场的比例因子/1和/2，绝热压缩磁场比例因子/m及电子在**磁会切时的径向位置r1共同决定，这为双磁会切电子枪横纵速度比的调节提供了很大的自由度。

　　2双磁会切电子枪的数值模拟与分析依据以上双磁会切电子枪的理论模型，利用电子轨迹模拟程序EGUN对双磁会切电子枪进行数值模拟计算。同时根据模拟结果对一些影响大回旋电子束性能的参数进行分析和讨论。

　　2.1双磁会切电子枪的数值模拟给出了在不同互作用磁场下，在径向位置r=lcm处速度比与阴极磁场相互关系的理论计算结果，阳极电压取70kV.由式（7）可以看出，在一定的互作用磁场下，随着阴极磁场的增加，该式分子项增加，同时分母相应减小，从而电子束的速度比也随着增加/旦当阴极磁场增加到一定值，电子运动向心力与洛仑兹力失去平衡，电子束*终发生反射。一般要求速度比在1以上，阴极磁场可以设定在0.为不同互作用磁场下速度比随阴极半径的变化关系，阳极电压仍取70kV，阴极磁场为0可以看出，当阴极半径超过一定范围，阴极周围电场发生变化，电子束速度比急剧增加。应选择阴极半径在电子束的线性增长部分，这里选取阴极半径为10mm即可。根据电子枪设计要求及理论计算的电子枪参数如表1所示。

　　表1电子束的性能要求和计算参数将上述电子枪参数及工作磁场加入EGUN软件进行模拟，不断调整优化，得到了考虑空间电荷效应后的双磁会切电子枪的形状和电子轨迹，如所示。

　　表2是电子轨迹收敛时得到的电子束的具体参量，可以看出，该双磁会切电子枪产生的电子束已基本符合整管对电子束质量的要求。

　　图