一种用于直线加速器的栅控电子枪的制作方法

专利名称：一种用于直线加速器的栅控电子枪的制作方法
技术领域：
—种用于直线加速器的栅控电子枪技术领域[0001]本实用新型涉及医疗驻波直线加速器，特别涉及用于直线加速器的栅控电子枪。
技术背景[0002]医用驻波直线加速器是用于生产治疗深部肿瘤的理想放疗设备的核心部件。国内的放疗设备使用的医用驻波直线加速器大多依赖于从国外进口，只有极少的科研院所也引进并研制直线加速器。栅控电子枪因栅极工作电压低，通过调节栅极电压，来控制加速器的工作电流，使加速器工作在不同的功率上来满足不同强度的治疗需求。而阳极的工作电压一般都很高，高压脉冲调制十分困难，因此越来越多的栅控电子枪应用在直线加速器上。但因直线加速器不可避免的存在电子回轰的问题，电子轰击到栅极上会造成栅极的烧毁；电子轰击到阴极表面上，会使阴极表面的温度升高，致使发射的活性物质大量蒸发，大大缩短阴极寿命，从而波及到直线加速器使用寿命，需经常更换整个直线加速器，不仅会对医院的工作造成影响，也会导致使用成本的增加；同时栅网要截获阴极发射的电子，使栅极受热变形，导致电子束的层流性变差，影响直线加速器的性能。实用新型内容[0003]本实用新型的目的在于针对现有技术中直线加速器使用的栅控电子枪栅极截获阴极发射的电子，使栅极受热变形和被回轰的电子束烧毁、以及阴极经受不住电子回轰，缩短使用寿命的问题，提供一种控制栅极无截获，栅极和阴极能耐电子回轰、使用寿命长的用于直线加速器的栅控电子枪。[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为[0005]所述用于直线加速器的栅控电子枪，包括阳极支架、底盖及两端分别与阳极支架及 底盖连接的壳体；在壳体内部设有含有发射体阴极的阴栅组件，在壳体内阴栅组件上方设有控制栅极；阳极设在阳极支架中心孔上；所述底盖设在所述阴栅组件下方，所述阴栅组件，包括一圆柱筒，在所述圆柱筒顶端中心设有顶部为凹面、中心设有通孔的浸溃钡钨覆膜层的阴极；在所述阴极顶部凹面上设有相对应的中心为球面的阴影栅极。[0006]所述阴极直径为Φ7. 2mm,设于所述阴极中心的通孔孔径为Φ2. 6mm,所述通孔从阴极发射表面延伸至阴极底部。[0007]所述阴影栅极厚度为O. 1mm，所述阴影栅极的栅丝宽度为O. 12mm，在所述阴影栅极中心设有Φ2. 4mm的通孔。[0008]所述控制栅极的厚度和栅丝宽度均为O. 1mm，在所述控制栅极的中心设有一个 Φ 2. 26謹的通孔。[0009]本实用新型的优点在于所述用于直线加速器的栅控电子枪，在阴极中间开一个通孔，回轰的大部分电子不直接轰击到栅极和阴极的表面上，而是穿过控制栅极、阴影栅极和阴极后打在电子枪的底盖上，电子轰击产生的热量通过电子枪的底盖散发；该栅控电子枪，避免了大量回轰的电子轰击到栅极上，避免了栅极烧毁；避免了大量回轰的电子轰击到阴极上，避免了阴极工作温度过高而使阴极寿命降低；通过增加一个阴影栅极，采用两个球形栅极结构，可以避免控制栅极截获阴极发射的电子，减小控制栅极受热变形，保证了电子束的质量，同时该电子枪使用寿命增长。


[0013][0014][0015][0016][0017][0018]极。下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图1为本实用新型用于直线加速器的栅控电子枪的结构示意图；图2为图1用于直线加速器的栅控电子枪的局部放大图；图3为图1用于直线加速器的栅控电子枪的控制栅极的结构示意图；图4为图3用于直线加速器的栅控电子枪的控制栅极的剖视图；·图5为图1用于直线加速器的栅控电子枪的阴影栅极的结构示意图；图6为图5用于直线加速器的栅控电子枪的阴影栅极的剖视图；上述图中的标记均为1、阴栅组件，2、控制栅极，3、阳极，4、阳极支架，5、底盖，6、壳体，7、阴影栅极，8、阴具体实施方式
[0019]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。[0020]如图1及图2所示，所述用于直线加速器的栅控电子枪，包括阳极支架4、底盖5及两端分别与阳极支架4及底盖5连接的壳体6 ;在壳体6内部设有含有发射体阴极的阴栅组件1，在壳体6内阴栅组件I上方设有控制栅极2 ;阳极3设在阳极支架4中心孔上；底盖5 设在所述阴栅组件I下方，阴栅组件1，包括一圆柱筒，在圆柱筒顶端中心设有顶部为凹面、 中心设有通孔的浸溃钡钨覆膜层的阴极8 ;在阴极8顶部凹面上设有相对应的中心为球面的阴影栅极7。[0021]阴极8直径为Φ7. 2mm，设于阴极8中心的通孔孔径为Φ2. 6mm，通孔从阴极8发射表面延伸至阴极8底部。[0022]控制栅极2参见图3及图4所示，控制栅极2中心为与阴影栅极7弧面方向一致的球面结构，为了提高控制栅极2的强度，控制栅极2的厚度和栅丝宽度都由O. 05mm增加为O.1mm ;即控制栅极2的厚度和宽度都为O. 1mm，在控制栅极2的中心设有一个Φ2. 26mm 的通孔。[0023]阴影栅极7参照图5及图6所示，阴影栅极7的球面栅网结构能够避免回轰的电子束烧坏栅极，为了提高阴影栅极7的强度，阴影栅极7的厚度由O. 05mm增加为O. 1mm，栅丝宽度由O. 06mm增加为O. 12mm ;即阴影栅极7厚度为O.1mm,阴影栅极7上的栅丝宽度为 O. 12mm,在阴影栅极7中心设有Φ2. 4mm的通孔。[0024]所述用于直线加速器的栅控电子枪，改变了覆膜浸溃钡的阴极8的结构，在发射体阴极中间开一个通孔；这样回轰的大部分电子不直接轰击到栅极和阴极8的表面上，而是穿过控制栅极2、阴影栅极7和阴极8后打在电子枪的底盖5上，电子轰击产生的热量通过电子枪的底盖5散发；避免了大量回轰的电子轰击到栅极上，避免了栅极烧毁；避免了大量回轰的电子轰击到阴极8上，避免了阴极8工作温度过高而使阴极8寿命降低；通过增加一个阴影栅极7，采用两个球形栅极结构，可以避免控制栅极2截获阴极8发射的电子，减小控制栅极2受热变形，保证了电子束的质量，同时增加了该电子枪的使用寿命。[0025]所述用于直线加速器的栅控电子枪，阴栅组件I的中心通孔与电子枪的底盖5相通，中间没有阻拦；在焊接好底盖5后，整个加速器电子枪通过阳极3与加速器的腔体相连， 保证了电子枪与腔体的同心度；然后通过电子枪的壳体6上的氩弧焊边与加速管腔体上的氩弧焊边焊接在一起，保证了壳体6的真空气密性；其中阴极8的直径、阴极8凹面的曲率、 阴影栅极7形状、控制栅极2形状、阳极3的形状以及各个电极的相对位置经过电子注轨迹模拟试验中数据及公式计算而获得；由于直线加速器的栅控电子枪产生的电子束的层流性好，射程长，从阴极8表面的中心位置到电子注的束腰处的距离不小于16_;注腰半径不大于1. 3mm ;总导流系数为O. 62 μ P ;该电子枪结构的使用寿命长，参数符合直线加速器在医疗设备中对电子枪的要求。[0026]上面对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采 用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于直线加速器的栅控电子枪，包括阳极支架(4)、底盖(5)及两端分别与阳极支架(4)及底盖(5)连接的壳体(6);在壳体(6)内部设有含有发射体阴极的阴栅组件(1)，在壳体(6)内阴栅组件(I)上方设有控制栅极(2);阳极(3)设在阳极支架(4)中心孔上；所述底盖(5)设在所述阴栅组件(I)下方，其特征在于所述阴栅组件(1)，包括一圆柱筒，在所述圆柱筒顶端中心设有顶部为凹面、中心设有通孔的浸溃钡钨覆膜层的阴极(8);在所述阴极(8)顶部凹面上设有相对应的中心为球面的阴影栅极(7)。
2.按照权利要求1所述的用于直线加速器的栅控电子枪，其特征在于所述阴极(8)直径为Φ7. 2mm,设于所述阴极(8)中心的通孔孔径为Φ2. 6mm,所述通孔从阴极(8)发射表面延伸至阴极(8)底部。
3.按照权利要求1或2所述的用于直线加速器的栅控电子枪，其特征在于所述阴影栅极(7)厚度为O. 1mm，所述阴影栅极(7)的栅丝宽度为O. 12mm，在所述阴影栅极(7)中心设有Φ2. 4mm的通孔。
4.按照权利要求3所述的用于直线加速器的栅控电子枪，其特征在于所述控制栅极(2)的厚度和栅丝宽度均为O. 1mm，在所述控制栅极(2)的中心设有一个Φ2. 26mm的通孔。
专利摘要本实用新型公开了一种用于直线加速器的栅控电子枪，包括阳极支架、底盖及两端分别与阳极支架及底盖连接的壳体；在壳体内部设有含有发射体阴极的阴栅组件，在壳体内阴栅组件上方设有控制栅极；阳极设在阳极支架中心孔上；所述底盖设在所述阴栅组件下方，所述阴栅组件，包括一圆柱筒，在所述圆柱筒顶端中心设有顶部为凹面、中心设有通孔的浸渍钡钨覆膜层的阴极；在所述阴极顶部凹面上设有相对应的中心为球面的阴影栅极；所述用于直线加速器的栅控电子枪，控制栅极无截获，栅极和阴极能耐电子回轰能力好，使用寿命长。
文档编号H01J29/48GK202857121SQ201220418498
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者吴华夏, 贺兆昌, 肖兵, 李锐, 王起, 王芳 申请人:安徽华夏微波电子股份有限公司