5月29日,高能同步輻射光源(HEPS)工程指揮部組織召開了HEPS儲存環(huán)注入引出特種磁鐵驗收會,2臺帶狀線沖擊器、1臺預引出沖擊器、2臺預廢束沖擊磁鐵和2臺Lambertson型切割磁鐵全部通過測試驗收,標志著儲存環(huán)最后一個首圈調(diào)束必不可少的關(guān)鍵系統(tǒng)---注入引出系統(tǒng)進入設(shè)備安裝階段。
HEPS是一臺束流能量為6GeV,發(fā)射度優(yōu)于60pm·rad的第四代同步輻射光源,其儲存環(huán)加速器采用典型的7BA消色散磁聚焦結(jié)構(gòu),機器動力學孔徑遠小于物理孔徑,對束流注入物理方法和注入系統(tǒng)硬件提出了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的離軸累積注入已不適用于HEPS儲存環(huán),只能采用在軸注入方案,并要求硬件設(shè)計上兼顧置換注入和縱向注入兩種在軸注入的可能性。注入引出系統(tǒng)硬件設(shè)計的主要難點之一就是為實現(xiàn)6GeV束流的注入,必須將一臺切割磁鐵和一組沖擊器排布在同一個6米長的直線節(jié)空間內(nèi),并盡可能保留足夠長的漂移距離。在綜合考慮切割板厚度、沖擊強度、物理孔徑、元件數(shù)量和長度等參數(shù)條件下,最終確定了幾乎物理極限的硬件設(shè)計指標:切割磁鐵場強為1T,切割板厚度2mm;沖擊器的電極長度為300mm,間距為8mm,電極電壓>±15kV,數(shù)量為5臺。切割磁鐵和沖擊器循環(huán)束通道是整個HEPS儲存環(huán)真空管道的瓶頸之處,通道物理孔徑(H×V)分別為:10.5mm×5mm和12mm×8mm,這個特點導致設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計復雜,部件機加工、焊接和裝配精度要求高難度大,超高真空裝配和獲取困難,磁場測量困難,準直精度要求高等難點。
帶狀線沖擊器采用新穎的5cell-module結(jié)構(gòu)形式,緩解了縱向空間不足的難題,相鄰條帶電極間距僅6mm,同時采用自主研發(fā)的單通道高壓射頻穿墻件,實現(xiàn)了設(shè)備的全國產(chǎn)化,主要由王磊、施華和霍麗華等人共同完成。Lambertson型切割磁鐵采用原創(chuàng)的半真空結(jié)構(gòu)形式,切割板材料采用鐵鈷釩合金,將切割板厚度壓縮到2mm,達到國際先進水平,主要由吳煜文(東莞研究部)、霍麗華、吳官健、齊鐵柱等人共同完成。
陳錦暉領(lǐng)導的注入引出系統(tǒng)攻關(guān)團隊在相關(guān)專業(yè)組的大力支持下,歷經(jīng)5年艱苦的研制工作,克服了重重困難,解決了一系列關(guān)鍵技術(shù)問題,圓滿完成了研制任務(wù),全面進入最后的設(shè)備安裝和聯(lián)調(diào)階段。
(圖1 HEPS儲存環(huán)注入引出特種磁鐵驗收會現(xiàn)場)
(圖2:注入引出研究團隊與全部入列的注入引出特種磁鐵合影)
(圖3:吳煜文、齊鐵柱、吳官健正在進行Lambertson磁鐵真空裝配與檢漏)
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