BEPCII储存环真空系统

本文首先描述了BEPCII储存环真空系统的特点、主要参数和真空设备的总体布局。同时对储存环真空系统的关键设备真空盒、光子吸收器和RF屏蔽波纹管的设计原理、加工工艺以及实验方法进行了说明。另外还介绍了真空盒内表面镀TiN的实验装置以及被镀样品的测试结果。

中国散裂中子源(CSNS)真空系统研制

中国散裂中子源(CSNS)将提供能量为1.6Ge V、功率为100k W的短脉冲质子束,以25Hz的重复频率撞击固体金属靶,产生散裂中子。散裂中子源是一个多学科平台,可以进行物理、化学、生物学和材料科学研究。本文描述了CSNS真空系统各个部分的结构特点、技术要求、设计方案和实验结果。通过金属化法和玻璃粘结法分别完成了四极陶瓷真空盒和二极陶瓷真空盒样机的研制。经过测试,陶瓷真空盒样机的机械尺寸、抗拉强度和真空性能达到了设计指标。另外,为了减小二次电子发射系数,在陶瓷真空盒内表面用磁控溅射法镀氮化钛,通过小样品测试了氮化钛膜的厚度、成分、二次电子发射系数和附着强度。目前,CSNS真空系统大部分设备和部件已投入批量生产,2014年10月中旬开始安装,2018年CSNS达到国家验收指标。

陶瓷真空室研制及其阻抗的研究

介绍了电子储存环注入凸轨冲击磁铁及其真空室常采用的几种技术方案。合肥电子储存环新凸轨注入系统选择了铁氧体磁铁内置陶瓷真空室的方式。为了同时满足脉冲磁场穿透性能及束流耦合阻抗的要求 ,陶瓷真空室的内壁须镀 1层金属薄膜。对已制备的镀膜和无镀膜陶瓷真空室尾场函数及损失因子进行了测量 ,并对结果进行了拟合计算 ,得到陶瓷真空室宽带阻抗模型的有关参数。结合已进行的脉冲磁场穿透性能的结果 。

HIRFL大型真空系统

HIRFL是兰州重离子加速器装置的英文首字母缩写,其真空系统是一个大型综合性系统。HIRFL由离子源、扇聚焦回旋加速器SFC、分离扇回旋加速器SSC和多用途的重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)组成。多条束流运输线将这些加速器连接在一起,同时将各种重离子束流送往10多个实验终端。根据加速离子和束流寿命的需要,对各加速器真空度的要求是不同的:SFC已有50多年的历史,经过3次升级改造,真空度从10-4 Pa提高到10-6 Pa;建于上世纪八十年代的SSC真空度也为10-6 Pa;而两个重离子冷却储存环(CSRm和CSRe)的真空度达到10-10Pa以保证重离子有足够长的储存寿命。多条连接束运线根据不同实验终端的要求,其真空系统的设计方案也不同,文中列举了微束实验终端采取的防振措施;为充气反冲谱仪设计的清洁、大流量真空差分系统及为重离子治癌等终端设计的超薄壁扫描磁铁真空管道等。

超导扭摆磁铁光束线前端真空系统

6T单周期超导扭摆磁铁是合肥同步辐射光源的一个插入件，用于将可用光范围扩展到X射线波段。由该磁铁引出的光束线的前端已调试完毕，其中静态真空达2．46×10－8Pa。主要介绍了该前端超高真空系统的计算设计及调试。

BEPCⅡ直线加速器真空系统

描述了BEPCII直线加速器真空系统的特点、主要参数。介绍了直线加速器的关键设备正电子源的真空工艺。另外还列出了BEPC直线加速器真空系统真空度数据。

同步辐射光束线前端真空快保护系统

介绍了在EPICS软件环境下实现的光束线前端真空快保护系统,讨论了真空快泄漏的检测原理,详细分析了系统结构、VF-2型真空快保护控制器的工作原理及工作过程,实验结果表明该系统能完全满足SSRF工程需要。

大尺寸电子束引出窗

详细介绍了一种新型平面压封结构的大尺寸电子束引出窗口的研究和设计 ,并给出了金属膜窗的基本参数的设计方法和计算公式 ,为大尺寸电子束引出窗的设计提供了依据 ,可作为同类膜窗设计的参考。

兰州重离子加速器前束线真空系统改造

介绍了兰州重离子加速器 (HIRFL)前束线真空系统的基本结构 ,给出了HIRFL前束线真空系统改造前的流导、气体负荷及压力分布情况。提出了具体的改造方案。使真空系统达到了设计要求 :泵口压力小于 5× 10 -6Pa ,两泵中心平面压力小于 1× 10 -5Pa。

BEPCⅡ束流引入的真空测量误差

当BEPCⅡ储存环的束流突然丢失时,真空计和离子泵的压力测量值都先有一个瞬时的减小,之后才逐渐降低到本底压力。这表明束流运行时压力测量值中存在着束流引入的正误差,误差量正是测量值减去实际值之差。丢束之后束流引入的误差立即消失,真空计测量值反映的是实际压力。对于某个真空计,利用突然丢束后压力测量值随时间变化的数据进行非线性拟合,得到一条负指数衰减的抽空曲线,根据它外推可以得到丢束时刻的实际压力。对于若干次突然丢束,用这种方法观察丢束流强不同时该真空计误差量的变化,发现误差量与流强基本呈正比例关系。通过直线拟合求得比例系数,也就得到了在任意流强下根据该真空计压力测量值来计算实际压力的公式。

大功率速调管残余气体的质谱分析

介绍了BEPCII直线加速器速调管的特点,速调管在微波大功率老练和正常运行时容易在速调管陶瓷窗附近产生打火出气等不稳定现象,使附近的真空度产生变化,真空度的好坏对速调管陶瓷窗的寿命非常重要。四极质谱仪应用在大功率速调管上,记录了真空系统中残余气体的谱图。及在不同条件下残余气体的谱图变化特点。对速调管高功率输出时变化的残余气体谱图进行了初步分析。

SSRF电子储存环铝合金超高真空室研制

上海光源 3 5GeV电子储存环超高真空室采用铝合金材料 ,经数控加工后焊接而成 ,其结构复杂 ,精度要求高。在预制研究中成功地完成了一段 6m长典型真空室的设计、制造与调试。该真空室的平面度达到 0 2 3mm ,横向偏移量 1 4mm ,内表面单位面积出气率 4 1× 10 -10 Pa·m/s。在研制中暴露出结构设计和加工工艺等方面的多种问题 ,并找到了妥善解决的方法 ,为工程批量生产准备了条件。

兰州重离子冷却储存环超高真空系统首台样机的研制

介绍了兰州重离子冷却储存环 (HIRFL -CSR)超高真空系统首台样机的研制过程 ,给出了实验结果。介绍各真空室结构 ,对关键标准设备进行了测试与选型。根据实验结果估算出极限真空条件下材料的表面出气率 ;根据公式估算出钛升华泵的有效抽速并通过实验得到证实 ;对真空烘烤装置的初步工作也作了介绍。样机达到了 3× 10 -9Pa的设计指标 ,结果表明HIRFL

超导扭摆磁铁同步辐射光的光电解吸气载

光电解吸气载是同步辐射光源储存环内的主要气载，也是光束线和实验站内的重要气载。本文计算了ＨＬＳ６Ｔ超导扭摆磁铁（Ｓ．Ｃ．Ｗｉｇｇｌｅｒ）的同步辐射光（ＷＳＲ）的光电解吸气载。从ＷＳＲ的各个波长的光通量公式出发，计算ＷＳＲ的光子产额；选取二次发射系数，计算二次电子产额；确定解吸系数，计算气载；这就是本文的思路。

BEPCⅡ直线真空自动远控系统的实现

本文首先描述了BEPCⅡ直线加速器真空系统的特点。同时介绍了基于PLC可编程控制器应用于离子泵电源的启动和过流保护的远控系统。另外还报告了此系统的软、硬件和调试过程。

国家同步辐射实验室原子分子物理光束线气体滤波器的研制、安装和调试

为有效消除波荡器产生的高次谐波的影响,并维持光束线及储存环超高真空环境,根据原子分子物理光束线实际情况,采用二级差分抽气系统及大抽速的差分泵设计了气体滤波器系统。调试结果表明,在滤波气氩气压强PAr<1.333×103Pa时,光束线真空度维持在<4.933×10-7Pa,高次谐波滤波率>99.975%,满足了实验要求。

环路热管式光子吸收器的换热可行性

利用环路热管换热技术对光子吸收器进行换热可以提高光子吸收器的换热效率、减小其结构尺寸,而且运行时无振动,是未来高性能加速器中设计光子吸收器的重要技术储备。分析环路热管在光子吸收器上应用时的传热性能,发现目前环路热管的换热能力完全满足光子吸收器的换热需求,但热沉的结构、特别是导热距离需要严格优化。利用航天五院C18型号环路热管,优化设计了一台环路热管式光子吸收器样机,数值模拟其运行时的温度分布,并实验测试了光子吸收器样机的总体换热能力。

BEPC对撞区真空系统改进

BEPC对撞区真空系统是储存环真空系统中最重要的部分之一 ,对撞区真空系统的性能直接影响着用于高能物理实验的谱仪探测器的本底 ,因此提高对撞区的真空度非常重要。本文提出了在靠近对撞点的附近安装 NEG泵用于提高对撞区真空度的方案 ,并且用经典的数学计算方法和蒙特卡洛模拟计算方法预测了安装 NEG泵的效果 ,同时在实验中证明了通过 NEG泵改善对撞区真空度的可行性。通过对 BEPC对撞区真空系统的改进 ,使 BEPC对撞区静态压强由原来的 8× 10 - 8Pa下降到 2 .7× 10 - 8Pa。

200MeV直线加速器真空系统设计、安装及运行现状

介绍合肥国家同步辐射装置作为800MeV电于储存环的注入器，200MeV电子直线加速器真空系统的概况、工程计算和设计以及运行过程初期和3年来真空系统的变化，出现的故障及原因。

北京正负电子对撞机储存环真空系统运行和改进

目前BEPC储存环真空系统已经运行了十五年,系统运行良好,当有束流存在时,储存环的平均动态压强低于2.6×10-7Pa,束流寿命大于10 h。尽管真空系统部件多,结构复杂,但由于真空泄漏造成停机的次数并不多,大多数的泄漏能在抽真空和系统检漏期间排除。为了提高北京正负电子对撞机的性能,BEPC储存环真空系统进行了一系列的改进,例如,重新改造铝真空盒用来引出同步辐射光束线,在正负电子对撞区安装NEG泵来提高真空度。特别是真空内的扭摆磁铁被安装到储存环真空系统,通过在永久磁块表面镀氮化钛和合理的排气技术,静态压强已经达到了2.6×10-8Pa。