高能同步辐射光源储存环注入引出特种磁铁研制任务完成
时间 : 2024-05-29     

5月29日,高能同步辐射光源(HEPS)工程指挥部组织召开了HEPS储存环注入引出特种磁铁验收会,2台带状线冲击器、1台预引出冲击器、2台预废束冲击磁铁和2台Lambertson型切割磁铁全部通过测试验收,标志着储存环最后一个首圈调束必不可少的关键系统---注入引出系统进入设备安装阶段。  

HEPS是一台束流能量为6GeV,发射度优于60pm·rad的第四代同步辐射光源,其储存环加速器采用典型的7BA消色散磁聚焦结构,机器动力学孔径远小于物理孔径,对束流注入物理方法和注入系统硬件提出了巨大的挑战。传统的离轴累积注入已不适用于HEPS储存环,只能采用在轴注入方案,并要求硬件设计上兼顾置换注入和纵向注入两种在轴注入的可能性。注入引出系统硬件设计的主要难点之一就是为实现6GeV束流的注入,必须将一台切割磁铁和一组冲击器排布在同一个6米长的直线节空间内,并尽可能保留足够长的漂移距离。在综合考虑切割板厚度、冲击强度、物理孔径、元件数量和长度等参数条件下,最终确定了几乎物理极限的硬件设计指标:切割磁铁场强为1T,切割板厚度2mm;冲击器的电极长度为300mm,间距为8mm,电极电压>±15kV,数量为5台。切割磁铁和冲击器循环束通道是整个HEPS储存环真空管道的瓶颈之处,通道物理孔径(H×V)分别为:10.5mm×5mm和12mm×8mm,这个特点导致设备结构设计复杂,部件机加工、焊接和装配精度要求高难度大,超高真空装配和获取困难,磁场测量困难,准直精度要求高等难点。 

带状线冲击器采用新颖的5cell-module结构形式,缓解了纵向空间不足的难题,相邻条带电极间距仅6mm,同时采用自主研发的单通道高压射频穿墙件,实现了设备的全国产化,主要由王磊、施华和霍丽华等人共同完成。Lambertson型切割磁铁采用原创的半真空结构形式,切割板材料采用铁钴钒合金,将切割板厚度压缩到2mm,达到国际先进水平,主要由吴煜文(东莞研究部)、霍丽华、吴官健、齐铁柱等人共同完成。 

陈锦晖领导的注入引出系统攻关团队在相关专业组的大力支持下,历经5年艰苦的研制工作,克服了重重困难,解决了一系列关键技术问题,圆满完成了研制任务,全面进入最后的设备安装和联调阶段。 


(图1 HEPS储存环注入引出特种磁铁验收会现场) 

(图2:注入引出研究团队与全部入列的注入引出特种磁铁合影) 

(图3:吴煜文、齐铁柱、吴官健正在进行Lambertson磁铁真空装配与检漏) 
  
  
高能所  供稿