亚微米级超低发射度注入器年度报告

该报告重点对超导光阴极注入器和常温光阴极微波电子枪两种有发展前景的超低发射度电子源进行研究。该年度完成了超导光阴极注入器的安装和常温光阴极微波电子枪的研制,进一步改进注入器各个子系统的稳定性和精度,针对两种不同类型的光阴极注入器开展了束流实验,得到了稳定的接近m A量级的电子束流和高品质的高峰值流强的电子束流;进行了紫外驱动激光的性能优化研究;在高平均流强超导注入器的驱动激光上发展了调光技术,便于强流电子束的束流测量与分析研究;研制了亚皮秒同步控制系统,进行了在线测试实验。     

LaB6空心阴极放电电压波动现象及发生机理

由于发射电流密度大,LaB6空心阴极已被广泛地用于空间电推进领域。针对间歇性放电时LaB6空心阴极放电电压波动的现象,首先分析不同区间放电电压波动幅值及规律,确定造成电压波动的原因。然后对试验后的LaB6发射体表面成份及中毒机理进行了分析,最终得出：暴露大气后LaB6空心阴极表面吸附了大量的氧气,并与其表面形成了强偶极矩,导致发射体表面逸出功增加。由此,再次工作时放电电压将上升;通过对LaB6发射体加热预处理或离子轰击的方式,可去除发射体表面吸附的氧气和形成的氧化物,此时空心阴极的放电电压将降低。使用该方式能有效改善空心阴极放电性能、提高器件的可靠性。     

电子束焊接电子枪电子光学系统设计

电子光学系统的设计是电子柬焊接电子枪设计的核心技术．介绍了电子柬焊接电子枪电子光学系统的组成,分析了电子束束斑构成的4种主要物理因素．根据局部真空电子柬焊接技术的要求,依据已给定的参数,通过计算得到了电子束会聚半角、光路尺寸、磁透镜的参数和结构．在此基础上设计完成的电子枪,达到了1)加速电压60kV,电子束束流134mA,即电子枪功率为8kW;2)电子枪在工件上的束斑尺寸,理论上设计计算直径为1．3mm,用AB试验法实测束斑直径为1.6mm;3)设计完成的电子光学系统满足了局部真空电子束焊接技术应用电子枪的需求;4)设计完成的电子枪集成应用于局部真空电子束焊机．经试验验证,设计完成后的8kW电子枪满足局部真空电子束焊接的要求。     

碳纳米管场发射背阴极式三极结构及其模拟

提出了一种碳纳米管新型的背阴极式场发射三极结构.在这种结构中,带有孔阵列的薄玻璃基板作为阴极基板,碳纳米管阴极材料通过丝网印刷的方法装配在玻璃孔周围的阴极电极上.栅极电极则装配在阴极材料下方另一块基板上,在玻璃孔对面与之相对的则为覆盖有ITO电极和荧光粉层的阳极基板.在阳极基板上施加高电压,强电场则通过玻璃孔渗透到碳纳米管的表面使之发射,电子穿过玻璃通道轰击阳极,在栅极电极上施加反向电压用以减小阴极表面的电场从而关闭阴极发射达到调制效果.本文通过电场和电子轨迹的计算机模拟,验证此场发射三极结构的可行性并得出它的调制特性.     

e型电子枪中非均匀磁场偏转系统的聚焦特性研究

利用永磁铁结构的偏转聚焦系统产生的非均匀磁场,改进了目前e型电子枪电子束偏转聚焦特性,同时缩小了枪体体积,减小了功耗.采用边界元法与等效磁荷法,模拟了偏转聚焦系统的非均匀磁场,再利用龙格一库塔法模拟出电子在该系统中的运动轨迹.为获得良好的聚焦特性,电子发射速度和发射位置应进行优化选择,同时电子束保持水平出射.研究结果表明:电子枪阳极板端点与阴极灯丝中心点保持水平可满足电子水平出射;非均匀分布的磁场对e型电子枪中电子束具有良好的聚焦作用;所设计的偏转聚焦系统在电子束流为50～100 mA时,束斑小于3 mm.     

应用数字电子计算机分析强流电子枪的电子光学性能

本文讨论了描述电子枪内内发生的电磁过程的数学模型,并提出了解该数学模型的差分解法。利用所述方法对200千瓦电子轰击炉强流电子枪进行了分析、计算。计算结果与实体试验结果基本吻合,证实了这种分析方法的可行性受有效性。这种数字摸拟方法具有“准、快、省”的优点,精度远此电解槽模拟为高;又不需任何实体模型(试验用电子枪),它可以走在电子枪设计试制之前,能为电子枪的我设计节省大量时间和经费。     

一种高性能电子枪的设计

通过增大聚焦极口径以提高电子束的利用率,保证阴极发射的电子全部打到荧光屏上,以实现提高亮度的目的.同时在聚焦极与阳极之间增加一个自由电位电极,该电极电位受聚焦极与阳极静电电压感应,形成界于聚焦极与阳极间的电压,该电压在电子枪内形成了另一个聚焦极,从而使从阴极发射出的电子在经过聚焦极聚焦后又进行了一次会聚,因而进一步提高了电子枪的分辨率.     

9MeV 行波电子直线加速器电子枪的模拟计算

介绍了海关集装箱检测系统用９ＭｅＶ行波电子直线加速器上电子枪的结构与特点。电子枪提供的初始电子束流性能直接影响到加速管上聚焦磁场的参数要求,为保证加速器出口处电子束打靶产生的ｘ射线剂量满足阵列探测器检测图象清晰度的要求,电子枪必须提供３００ｍＡ束流。为此,利用ＥＧＵＮ程序对电子枪的电子轨迹模拟计算,研究了聚焦极与阴极间相对尺寸与位置变化,以及阴极与阳极间距对束流与发射度的影响。提供了更换部件,缩小聚集极与阴极间隙及装配尺寸的参考尺寸与理论依据。     

NBT基陶瓷中相变致电子发射的研究

在无铅铁电阴极钛酸铋钠（NBT）中获得了20 A/cm2的电流发射密度。在施加激励电压过程中,观察到了和其他阴极材料不同的3个发射电流峰。通过考虑相变因数对电流发射的影响,修正了基于极化反转致电子发射模型的电流发射公式,由此定量解释了在NBT基陶瓷中观察到的不同电流发射现象,揭示了电流发射不仅仅由已有文献中提出的快极化反转产生,也可以由极化的变化(比如相变)产生。为进一步验证该结论和弄清不同种类铁电阴极电子发射的机理,进行了NBT与锆钛酸铅（PZT）的电子发射比较实验。在电子发射前后观察到NBT的压电常     

线性电子枪的计算机辅助设计与实验研究

为满足实验研究工作的需要,采用计算机辅助设计,完成了线性电子枪的结构设计。为使电子枪形成的电子束偏转１８０°或２７０°来加热金属,又进行了线圈磁场的理论计算,并采用等Ｂ磁铁设计,产生满足要求的均匀磁场。通过计算,分析了电子枪结构参数与束流特性的关系及磁靴结构与磁场强度的关系。在理论分析的基础上,进行了大量实验研究,最后得到了满足设计要求的电子枪。     

ππ电荷转移络合物的理论研究

用量子化学CNDO/2方法对顺丁烯二酸酐与甲苯、苯、丁二烯和异戊二烯的电子施受络合物的构象进行了研究。结果表明,最稳定的络合物构象是相互作用的两个分子平面互相平行的重叠式,平面间距在0.165～0.178nm之间。构象优化的能量极小对应着电荷转移的极大,因此,在电子施受络合物中,电荷转移起着决定性作用。计算的络合物的稳定性与络合常数的实验值的顺序一致。     

电子相互作用对准一维有机铁磁体的铁磁基态的影响

提出了一种基于极化子的准一维有机高聚物铁磁体模型．在这种模型中，依靠极化子而不是有机自由基来提供未配对电子．利用 Ｐｅｉｅｒｌｓ Ｈｕｂｂａｒｄ 哈密顿量，考虑强电声耦合，允许完全的格子松驰过程，建立了一套自洽迭代方程，计算了格点上的电子相互作用和格点间的电子相互作用对有机铁磁体的铁磁基态的影响     

对使用VSEPR模型的一个改进——定量推算AX_nE_m分子或离子的几何构型

目前常使用VSEPR模型定性确定共价型AX_nE_m分子或离子的几何构型.为了推动这一理论的发展,使VSEPR模型更为可靠,作者对该模型作了一些改进——定量推算这类分子或离子的稳定结构,供读者参考.     

束缚电子屏蔽效应对中微子俘获反应的影响

分析了地球实验室环境下束缚电子屏蔽效应对中微子俘获反应的影响，指出束缚电子的电荷屏蔽会使中微子诱导反应截面减小，在分析处理对原子或离子的电子俘获反应时，应考虑束缚电子的屏蔽效应，但Debey屏蔽挖近似处理失效，寻求另一个合理的电荷屏蔽表达式是非常重要的。     

宽电子束聚焦的变分理论

假定空间静电电位φ的磁感应强度矢量(?)在实验室坐标系中的分布是已知的,利用变分方法研究了正交和非正交两种曲线局部坐标基下宽电子束聚焦的普遍理论.将变分原理下的细电子束聚焦推广到宽电子束聚焦,证明了其结果与用电动力学方法研究宽电子束聚焦的一致性。     

电子支付系统在电子商务中的应用

本文评述了电子商务的功能以及在国民经济中的作用，重点介绍了电子支付系统在电子商务中所发挥的作用及应用过程。     

密封式中子管中电子电流形成过程

分析中子管中电子电流的形成过程．对于Philip型中子管,D 离子轰击靶产生的二次电子直射进入加速区,形成的电子电流仅是总电子电流的一部分．为完整地解释电子电流的形成,必须考虑到二次电子在加速电极内壁上的散射和新产生的二次电子进入加速区形成电子流的因素．     

准一维有机高聚物铁磁体自旋动力学研究

对准一维有机高聚物铁磁体中的自旋动力学进行了研究．考虑了一维体系中强的电子－声子和电子－电子相互作用，允许完全的格子松驰，建立了一套自洽迭代方程来研究围绕侧基的π电子自旋极化云．结果发现该自旋极化云的强度将随电子－电子相互作用的增强而增强，其扩展范围将随电声耦合的增强而迅速减弱．     

一种用曲轴轨迹确定轴外点扩散分布的方法

根据曲轴宽电子束聚焦理论，研究了一种用曲轴轨迹确定轴外点扩散分布的方法，这种新方法可在保持与传统方法相同的精度条件下，减少电子光学传递函数的计算量，提高计算速度，对大物面成象系统的计算具有实际意义。