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中科院高能所HEPS工程首批15台增强器磁铁运抵怀柔

同步辐射光源 增强磁铁 中科院高能所
发布:2021-03-25 11:38:50     来源:加速器中心

3月20日,中科院高能所高能同步辐射光源(HEPS)工程15台增强器磁铁(12台二极磁铁和3台校正磁铁)运抵北京市怀柔先进光源技术研发与测试平台(PAPS),这是HEPS工程首批运抵怀柔的科研设备。

工程总指挥潘卫民、常务副总指挥董宇辉、总工程师屈化民、总体协调人程健、磁铁系统副负责人康文等相关工程人员以及磁铁加工单位北京高能锐新科技有限责任公司负责人到场组织迎接第一批磁铁,怀柔科学城管委会副主任丁明达也到场祝贺。潘卫民致辞说到:“万丈高楼平地起,经过科研人员日日夜夜的努力,终于完成增强器磁铁的设计、研制,并测试达标。目前,HEPS工程设备批量加工已全面展开,这是HEPS工程第一批运抵怀柔的科研设备。我瑾代表工程指挥部感谢项目团队的付出和努力,同时特别感谢北京市支持建设PAPS,为HEPS工程提供了精密测磁和准直的支撑平台。”

HEPS工程加速器磁铁系统合计包含2400余台磁铁,其中,增强器磁铁共计436台。2020年底,HEPS增强器磁铁完成批量样机的测试验收后,启动了批量生产。同时,加速器磁铁与物理系统相关人员通过不断的实验研究,逐步确定了增强器批量磁铁的测试要求和流程。为了保证工程进度,磁铁系统于2021年2月底启动批量磁铁测试,边加工边测试,以平均每天2到3台磁铁测量速度,加快推进,逐渐降低新冠疫情在磁铁批量样机研制阶段对项目的影响。从4月份开始,预计每月都将有大约50台磁铁完成加工和测试,并运抵怀柔PAPS实验大厅进行存放,等待隧道安装。

HEPS增强器共计有128台二极磁铁,每台磁铁有效长度为1.45m,主要作用是对束流进行偏转,形成闭合的环形轨道。由于增强器的作用是将束流的能量从500MeV加速到6GeV,二极磁铁的磁场必须随束流能量的增加而增大,而且磁场性能在动态范围内都要满足物理要求,这是增强器磁铁的特点和技术难点。为了提高磁铁在动态运行过程中的稳定性,磁铁铁芯采用H型结构,由上下两个半铁芯组成,每个半铁芯采用0.5mm厚的涂胶硅钢片叠装、粘接而成,磁铁总装后的磁间隙误差要求小于0.05mm。磁铁线圈采用中空无氧铜导线绕制而成,然后进行真空环氧浇注成型。

HEPS增强器校正磁铁共计92台,主要用于束流的闭轨校正。由于场均匀性要求比较高,校正磁铁铁芯采用H型结构,可以通过极面垫补和端部削斜进行磁场优化设计。铁芯也采用0.5mm厚的涂胶硅钢片叠装、粘接而成。磁铁线圈采用实心铜导线绕制而成,同样进行真空环氧浇注成型。

HEPS增强器同类磁铁都采用串联供电,磁铁之间积分场的离散性是影响束流性能的重要指标。为了减小积分场离散性的影响,加速器物理系统将根据所有磁铁的磁场测量结果进行优化排序,最终确定同类磁铁在隧道内的安装位置。这对增强器磁铁的研制进度提出明确要求,要求2021年底完成加工制造和性能测试,2022年3月份开始在PAPS开展预准直,为后续在线安装做准备。

PAPS项目是怀柔科学城第一批由北京市支持的交叉研究平台项目,建成后,将为HEPS工程建设和先进光源技术发展奠定基础。目前,各系统正在加紧设备安装和调试,精密磁铁测量、准直实验室设备已完成验收,即将投入使用。

 
HEPS工程首批磁铁运抵怀柔

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