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负责束流注入系统(injector)的团队遇到了一个致命难题:用于产生初始电子束的电子枪,其阴极在反复的高压脉冲轰击下,寿命急剧衰减,远低于设计指标。更换了几种阴极材料,优化了脉冲波形,效果都不明显。项目进度眼看要因此卡住。
周一的项目协调会上,气氛凝重。电子枪团队的负责人,一位头发花白的老研究员,疲惫地解释着各种尝试和失败,结论是可能需要重新设计整个电子枪结构,但这意味着至少半年的延迟和不可估量的经费追加。
陈寅初院士的脸色很难看。会议室里烟雾缭绕,争论声渐起。
江思雨面前摊开着笔记本。她之前留意过电子枪的测试数据,尤其是阴极发射电流衰减的曲线,那曲线形状有些特别,不是简单的指数衰减,而是在初期有一个陡峭下降,随后进入一个缓慢但持续的下降平台。她当时就怀疑,除了材料本身,可能存在某种“种子损伤”机制。
就在老研究员展示一组阴极表面扫描电镜照片,指出那些微小但密集的坑蚀点时,江思雨的目光与笔记本上某一行算式旁,她随手画下的、模拟极高能量密度粒子束轰击材料表面时可能引发的“级联缺陷产生与热spike区域”示意图重合了。
一个念头电光石火般闪过。
她没有举手,直接开口,声音不大,却在嘈杂的会议室里清晰地穿透出来:“或许可以尝试,在阴极工作脉冲之前,叠加一个极短促、极低能量的负偏压预脉冲。”
所有人都愣了一下,看向她。
电子枪的老研究员皱起眉:“江思雨同志,这是什么原理?我们试过调整主脉冲参数……”
“不是调整主脉冲,”她站起身,走到前面的白板前,拿起笔,无视了那些复杂的工程图,快速画了一个简单的示意图——阴极,阳极,以及一个额外的、与主高压脉冲时序略有提前的负偏压电路,“我的推测是,问题可能不完全在于阴极材料承受高能电子轰击的能力,而在于主脉冲前沿产生的极强电场,在阴极表面微观不平整处诱发了场致发射‘尖峰’(fieldemissionwhiskers),这些‘尖峰’瞬间汽化,不仅本身造成
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