4-41  单晶LaB₆热阴极直流发射特性

王汉斌  许  州  卢和平  邓仁培  杨  肖  甘孔银  金  晓  黎  明  刘锡三

大功率脱硫加速器要求稳定发射500 mA直流电流，且要长时间连续工作，因此寻求一种长时间稳定发射的阴极发射体，对于脱硫加速器的建造至关重要。就制备技术比较成熟的大电流长寿命发射体而言，用单晶LaB₆的逸出功低、发射度好，成为高亮度、高稳定性、长寿命阴极的首选材料。

文中为了了解LaB₆的直流发射能力，研究了单晶LaB₆热阴极的直流发射特性，并考察了阴极工作环境对束流发射的影响。实验所用电子枪为二极管型，阴阳极间距5 mm，f2 mm发射体，采用石墨热子径向夹持，冷电阻4.1 W。水冷法拉第筒收集电流，距阴极面8 cm，用0.2级、量程500 mA标准直流毫安表测量，大功率直流高压电源采用三相桥式整流电路连续负极性输出20 kV、1 A。测得175 mA直流束流，电流密度为5.57 A/cm²，不同阴极温度时的I-V特性曲线，见图1。实验结果表明：当真空度低于7´10^-4 Pa时，阴极发射能力逐渐下降；阴极表面碳、氧污染使发射体功函数升高。