3月20日,中科院高能所高能同步輻射光源(HEPS)工程15臺增強器磁鐵(12臺二極磁鐵和3臺校正磁鐵)運抵北京市懷柔先進光源技術研發與測試平臺(PAPS),這是HEPS工程首批運抵懷柔的科研設備。
工程總指揮潘衛民、常務副總指揮董宇輝、總工程師屈化民、總體協調人程健、磁鐵系統副負責人康文等相關工程人員以及磁鐵加工單位北京高能銳新科技有限責任公司負責人到場組織迎接第一批磁鐵,懷柔科學城管委會副主任丁明達也到場祝賀。潘衛民致辭說到:“萬丈高樓平地起,經過科研人員日日夜夜的努力,終于完成增強器磁鐵的設計、研制,并測試達標。目前,HEPS工程設備批量加工已全面展開,這是HEPS工程第一批運抵懷柔的科研設備。我瑾代表工程指揮部感謝項目團隊的付出和努力,同時特別感謝北京市支持建設PAPS,為HEPS工程提供了精密測磁和準直的支撐平臺。”
HEPS工程加速器磁鐵系統合計包含2400余臺磁鐵,其中,增強器磁鐵共計436臺。2020年底,HEPS增強器磁鐵完成批量樣機的測試驗收后,啟動了批量生產。同時,加速器磁鐵與物理系統相關人員通過不斷的實驗研究,逐步確定了增強器批量磁鐵的測試要求和流程。為了保證工程進度,磁鐵系統于2021年2月底啟動批量磁鐵測試,邊加工邊測試,以平均每天2到3臺磁鐵測量速度,加快推進,逐漸降低新冠疫情在磁鐵批量樣機研制階段對項目的影響。從4月份開始,預計每月都將有大約50臺磁鐵完成加工和測試,并運抵懷柔PAPS實驗大廳進行存放,等待隧道安裝。
HEPS增強器共計有128臺二極磁鐵,每臺磁鐵有效長度為1.45m,主要作用是對束流進行偏轉,形成閉合的環形軌道。由于增強器的作用是將束流的能量從500MeV加速到6GeV,二極磁鐵的磁場必須隨束流能量的增加而增大,而且磁場性能在動態范圍內都要滿足物理要求,這是增強器磁鐵的特點和技術難點。為了提高磁鐵在動態運行過程中的穩定性,磁鐵鐵芯采用H型結構,由上下兩個半鐵芯組成,每個半鐵芯采用0.5mm厚的涂膠硅鋼片疊裝、粘接而成,磁鐵總裝后的磁間隙誤差要求小于0.05mm。磁鐵線圈采用中空無氧銅導線繞制而成,然后進行真空環氧澆注成型。
HEPS增強器校正磁鐵共計92臺,主要用于束流的閉軌校正。由于場均勻性要求比較高,校正磁鐵鐵芯采用H型結構,可以通過極面墊補和端部削斜進行磁場優化設計。鐵芯也采用0.5mm厚的涂膠硅鋼片疊裝、粘接而成。磁鐵線圈采用實心銅導線繞制而成,同樣進行真空環氧澆注成型。
HEPS增強器同類磁鐵都采用串聯供電,磁鐵之間積分場的離散性是影響束流性能的重要指標。為了減小積分場離散性的影響,加速器物理系統將根據所有磁鐵的磁場測量結果進行優化排序,最終確定同類磁鐵在隧道內的安裝位置。這對增強器磁鐵的研制進度提出明確要求,要求2021年底完成加工制造和性能測試,2022年3月份開始在PAPS開展預準直,為后續在線安裝做準備。
PAPS項目是懷柔科學城第一批由北京市支持的交叉研究平臺項目,建成后,將為HEPS工程建設和先進光源技術發展奠定基礎。目前,各系統正在加緊設備安裝和調試,精密磁鐵測量、準直實驗室設備已完成驗收,即將投入使用。
HEPS工程首批磁鐵運抵懷柔