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HEPS 儲存環注入引出特種磁鐵研制任務完成

2024-06-06 17:10     來源:中科院高能物理研究所     HEPS 高能同步輻射光源核技術高能物理

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,標志著儲存環最后一個首圈調束必不可少的關鍵系統---注入引出系統進入設備安裝階段。


HEPS儲存環注入引出特種磁鐵驗收會現場

HEPS是一臺束流能量為6GeV,發射度優于60pm·rad的第四代同步輻射光源,其儲存環加速器采用典型的7BA消色散磁聚焦結構,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硬件提出了巨大的挑戰。傳統的離軸累積注入已不適用于HEPS儲存環,只能采用在軸注入方案,并要求硬件設計上兼顧置換注入和縱向注入兩種在軸注入的可能性。注入引出系統硬件設計的主要難點之一就是為實現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米長的直線節空間內,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、元件數量和長度等參數條件下,最終確定了幾乎物理極限的硬件設計指標: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,數量為5臺。切割磁鐵和沖擊器循環束通道是整個HEPS儲存環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,這個特點導致設備結構設計復雜,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結構形式,緩解了縱向空間不足的難題,相鄰條帶電極間距僅6mm,同時采用自主研發的單通道高壓射頻穿墻件,實現了設備的全國產化。Lambertson型切割磁鐵采用原創的半真空結構形式,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。



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