直接暴露在太空中的航天材料是否能够经得起各种辐射的打击,是需要经过实验验证的。设计一个辐照电子枪的目的就是产生大面积高能量的均匀电子辐射,模仿太空中的电子辐射对材料进行考验。这个电子枪的设计目标是产生能量为120keV的电子,在直径约300mm的辐射面内不均匀度小于25%。本文所描述的电子枪极利用了球面电场在电位改变时电子轨迹不变的原理,将电极设计成同心球面,以保证在大范围工作电压内辐射电子仍能保持较高的均匀性。计算机仿真的结果指导设计了这支电子枪电极的几何结构和尺寸。它采用四极枪结构,两个栅极,第一栅极采用双层同心球面网,第二栅极外还添加了屏蔽筒。通过大量的实验,这种结构的可行性得到了验证。电子枪的电源采用环氧树脂加硅橡胶双重灌封,克服了以往用油箱实现电气隔离又笨重又脏的缺点。测试证明,电子枪的电源能够满足正常工作的需要。由于受实验条件限制,到本文发稿之日,这支电子枪只能在能量不大于30kV情况下满足均匀性要求,但已有的实验结果为进一步实验指明了方向。