NSRL储存环真空系统(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国科学技术大学国家同步辐射实验室 作者:王勇

图2 模拟段真空室SIP+NEG排气曲线

2.3、特殊真空室的改造

  为提高注入重复频率, 改善注入系统长期工作的稳定性, 新的凸轨注入系统特殊真空室安装在一个长直线节中, 它由四个横截面为跑道型的陶瓷真空室组成(图3)。新的设计将注入铁由真空室内移出, 大大的改善了环真空性能。特殊焊接结构和工艺设计可使冲击磁铁陶瓷真空室的焊接经受数十次的200℃高温烘烤, 金属模陶瓷经多次烘烤排气后不剥落。

图3 冲击磁铁K1、K2陶瓷真空室

  插入元件——波荡器产生的高亮度相干光, 其亮度比弯转磁铁的辐射亮度高二、三个数量级。这样的光不仅可满足用户的特殊要求和提高现有的实验水平, 更重要的是它将开辟一些新的科学研究领域,同时为我国上海第三代同步辐射光源建造积累一些经验。目前波荡器真空器的制造技术方法主要有三种: ①固定截面真空室。由于受真空室垂直尺寸和室壁厚度的影响, 使得波荡器磁间隙难以做的很小; ②变截面真空室, 设计技术和制造工艺复杂难度大, 不易掌握; ③磁铁内置真空室, 磁铁间隙可做很小并连续可调, 缺点是工艺复杂, 对真空系统要求高。我们根据现有的条件和我们设计特殊真空室的经验, 决定采用第一种固定截面真空室的设计方法。

  由于环真空室的空间位置限制, 新增加的NEG非蒸发型吸气泵只能设置于弯段真空室下游端290段真空室上。这段真空室改造将结合波纹管的更换和增加高频屏蔽方圆过渡连接一起进行。改造后的290段真空室结构采用T 型结构,NEG泵接口尽可能的短, 这样能充分发挥泵的排气效率。小波纹管采用高可靠性的液压型波纹管。方圆过渡结构采用指状铜栅来实现。解决了波纹管内壁突变和方圆过渡的真空阻抗问题。结构上充分考虑到了环真空室内表面的光滑连续以及高频接触电阻。允许公差长度为±2mm,径向公差为1mm。指状铜栅过渡接触应力设计值大于25kg/cm2

图4 波荡器真空系统

  由于远红外波段的同步辐射自然发散角远大于现有弯铁真空室的最大接收角120mrad×40mrad。为了满足红外与远红外光束线的要求, 新设计的2号弯铁真空室B口尽可能的靠近发光点, 可提供不小于60mrad的垂直接收角。

3、结束语

  NSRL现已经建有专用“真空预处理作业间”,并拥有多台大型专用设备,是国内目前最为完善的真空工艺实验室之一。在储存环真空系统的设计和建造中我们积累了丰富的经验, 与国际上许多实验室有着良好的关系和交往。与国内的一些有实力的科研单位加工厂家有着非常好的使用关系。有一批有着丰富实践经验的科研人员。我们有信心有能力完成这次NSRL 储存环真空系统的改造。国家同步辐射实验室环真空系统, 自建成以来已正常安全运行了10年了。他的各项指标都已达到了设计要求。

  通过对存在问题的分析研究和环真空系统进行改进, 我们相信机器稳定性和可靠性会进一步提高, 适应机器的高亮度运行模式, 储存环能量800MeV时的300mA的束流寿命达到500min, 进一步满足广大用户的需要。

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