电子枪的基本结构

三极（栅控）电子枪的基本结构原理，见图2-10-5，这是用在驻波医用电子直线加速器上的一种典型三极（栅控）电子枪的基本结构原理图。由图2-10-5可见，这种三极电子枪的阴极（cathode）也是一块凹形电极，但枪灯丝（filament）是缠绕在阴极上的一组加热丝，这种电子枪的灯丝只是为了给阴极加热，并不发射电子。阴极的作用除了形成聚焦电场之外，还是电子发射极。由于阴极凹面的发射面积要比二极枪灯丝的发射面积大得多，所以比二极电子枪的发射能力大得多。除阴极和阳极之外，又在阴极发射面附近加装了一层网状栅极（grid），其作用就像栅栏门一样可以控制电子的发射与截止。这种电子枪的阳极也是与加速管直接联为一体，电子注经过特殊形状的阳极中心孔（first collimator）进入加速管。待机时，由于灯丝的加热作用，在阴极表面上会聚集着大量的自由电子，为了储存电子以备适时发射，可在栅控极加上低于阴极的负电压。一旦切除负电压或在栅控极上加一个正脉冲，大量的聚集电子就会一起涌向阳极并进入加速管，当再加上栅控极的负电压时，就像关上栅栏门一样阻断了电子的继续发射，等待下一个脉冲周期到来时再继续下一个循环。这种电子注的发射方式可以在一定程度上增加驻波电场对电子的俘获效率，所以在驻波加速器上获得了普遍应用。由于栅极离开阴极的距离比离开阳极的距离近得多，所以只用较低的栅极电压就能控制很大的阳极电流，所以这种电子枪又叫做栅控电子枪。

图2-10-5　三极（栅控）电子枪结构原理

因驻波加速管的真空度很高，在医院现场往往很难处理真空故障，所以，有的驻波加速器是将驻波加速管与三极电子枪做成一个整体，一旦电子枪发生故障，加速管就要整体报废，维修费用非常昂贵；有的驻波加速器也是做成可拆卸结构，但整个电子枪的结构比较复杂，拆卸之后的真空处理比较困难，所以维修费用也比较高。