陶瓷真空室研制及其阻抗的鉆研
說明了電子貯存環(huán)注入凸軌沖鋒陷陣磁石及其真空室常采納的多少種技能計劃。合肥電子貯存環(huán)新凸軌注入零碎取舍了鐵氧體磁石內(nèi)置陶瓷真空室的形式。為了同聲滿足脈沖磁場穿透性能及束流嚙合阻抗的務(wù)求,陶瓷真空室的內(nèi)壁須鍍1層非金屬地膜。對已制備的鍍膜和無鍍膜陶瓷真空室尾場因變量及破財因子繼續(xù)了測量,并對后果繼續(xù)了擬總計算,失去陶瓷真空室寬帶阻抗模子的無關(guān)參數(shù)。聯(lián)合已繼續(xù)的脈沖磁場穿透性能的后果,確立了改良的鍍膜參數(shù)。
依據(jù)相反的利用,電子貯存環(huán)的注入凸軌沖鋒陷陣磁石及真空室有多少種技能計劃。傳統(tǒng)的作法是采納大氣芯線圈,在不銹鋼超高真空室內(nèi)擱置單匝直流電板線圈,以產(chǎn)生所須要的脈沖磁場。但這種形式勵磁效率低,體積大,真空室構(gòu)造不陸續(xù),絕對于其余真空彈道的破財阻抗較大。Dortmunt大學(xué)鉆研人員為1.5GeV貯存環(huán)DELTA設(shè)計了1種新的縫隙型構(gòu)造,它旁邊的兩條非金屬板離束流較近,經(jīng)過大全體鏡像壁直流電。這種構(gòu)造的特點是嚙合阻抗低,破財因子比一般大氣芯磁石小至多一個量級,且構(gòu)造容易,易于兌現(xiàn)。SLAC也預(yù)備在NLC(nextlinearcollider)的2種阻尼環(huán)(dampingring)中采納這種構(gòu)造。這種構(gòu)造的缺欠仍是勵磁效率不高,要失掉較大幅度的好場區(qū),場形設(shè)計難度較大。
在第3代同步輻射光源貯存環(huán)中寬泛采納了鐵氧體磁石內(nèi)置陶瓷真空室的形式。運用陶瓷真空室的起因是使脈沖磁場可以穿透真空室壁,防止水渦虧耗及磁場波形畸變。陶瓷真空室內(nèi)壁須鍍1層很薄的非金屬膜,以維持壁直流電的陸續(xù)性,從而縮小束流嚙合阻抗。因非金屬膜會產(chǎn)生水渦虧耗,因而,鍍膜使不得太厚。能夠取舍非勻稱鍍膜形式使鍍膜中存在一些絕緣條紋,那樣,既可縮小水渦虧耗及場畸變,又能維持較小的束流嚙合阻抗。
合肥電子貯存環(huán)新凸軌注入零碎名目中取舍了陶瓷真空室內(nèi)壁鍍膜的技能計劃,齊頭并進(jìn)行了陶瓷真空室非金屬化鉚接試驗及鍍膜試驗。對鍍膜造成的磁場虧耗、波形畸變及勻稱性變遷等莫須有繼續(xù)了實踐綜合與試驗測量。本作業(yè)在此根底上,對真空室的縱向嚙合阻抗繼續(xù)測量,聯(lián)合磁場的綜合與試驗后果,確立進(jìn)一步改良的鍍膜參數(shù)。1、試驗步驟
為了測量陶瓷真空室及其余真空彈道的阻抗,采納直流電模仿法,并構(gòu)建了一縱向阻抗測量零碎。該零碎可主動測量縱向尾場因變量、能量破財因子、縱向阻抗,存在高斯直流電脈沖幅度陸續(xù)可調(diào)、精度高、定計正確等特點。
無鍍膜陶瓷真空室、鍍膜陶瓷真空室、內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道、無鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔、鍍膜陶瓷真空露天加鐵氧體磁石和鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔的形態(tài)示于圖1。
圖1 測量的多少種真空室
a———無鍍膜;b———鍍膜;c———內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道;d———無鍍膜附加導(dǎo)熱鋁箔;e———已鍍膜加磁石;f———已鍍膜加導(dǎo)熱鋁箔
待測的鍍膜陶瓷真空室兩端鉚接有不銹鋼法蘭,內(nèi)孔為跑道形,截面尺寸為80mm×24mm,總長(囊括兩端法蘭)為350mm。膜的方塊電阻約為1Ω,依據(jù)脈沖磁場穿透性能的務(wù)求,鍍膜存在一些絕緣條紋。在測量零碎中,比擬臂及測量臂的過渡段均為圓形(D=86mm),在管子兩端為非平滑過渡,別離構(gòu)成一內(nèi)漸變和一外漸變構(gòu)造。2、測量后果及綜合2.1、無鍍膜和鍍膜的測量后果
無鍍膜和鍍膜2種狀況下的破財因子K值曲線示于圖2。圖2(b)是對應(yīng)束團(tuán)個數(shù)N=45、存儲束流I=300mA時的破財功率。采納了鍍膜陶瓷真空室的K值及破財功率大概是未鍍膜真空室的1/5。對應(yīng)于σ=100ps,鍍膜陶瓷真空室的K值為0.14TV/C,破財功率為61W。
圖2 無鍍膜和鍍膜狀況下的K值曲線(a)和破財功率(b)
●———未鍍膜;○———鍍膜2.2、其余多少種狀況下的測量后果
測量件的兩端別離有一內(nèi)漸變和一外漸變構(gòu)造,它們對K值有定然奉獻(xiàn)。為了確定共同由鍍膜導(dǎo)致的K值以及鉆研進(jìn)一步增多鍍膜薄厚的多余性,取舍了2種測量件,無鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔及內(nèi)徑為35mm的漸變不銹鋼彈道繼續(xù)比擬。當(dāng)附加導(dǎo)熱鋁箔和陶瓷真空室兩端非金屬法蘭電接觸良好時,能夠覺得這種狀況與同樣截面的不銹鋼彈道阻抗根本統(tǒng)一。對外徑35mm漸變不銹鋼彈道的測量也是所以該彈道漸變構(gòu)造和陶瓷管相相似,故能夠作為一個參考。鍍膜真空室、無鍍膜真空露天加導(dǎo)熱鋁箔及內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道的K值示于圖3。
從圖3可見,對應(yīng)于σ=100ps,鍍膜真空室、未鍍膜真空露天加導(dǎo)熱鋁箔及內(nèi)徑35mm漸變不銹鋼彈道的K值別離為0.134、0.091和0.063TV/C。因而,進(jìn)一步增多鍍膜薄厚約莫可以使K值進(jìn)一步減小,K值大概能達(dá)成眼前的1/2。
實在狀況下,鍍膜陶瓷真空露天均置有鐵氧體磁石。因而,應(yīng)測量阻抗以確定鐵氧體磁石及勵磁直流電板對阻抗有無莫須有。測量時,將勵磁直流電板的一端接地(和實在狀況相反)。后果表明:鍍膜陶瓷真空露天加導(dǎo)熱鋁箔的K值沒有變遷,這是所以鍍膜屏蔽了電磁場,因而,束流“看得見”鍍膜以外的導(dǎo)熱層;外置鐵氧體磁石時的K值也根本沒有變遷。圖3中K值的差距在試驗的誤差規(guī)模內(nèi),如由更替核心導(dǎo)線或波形定計等導(dǎo)致的誤差。
羅茨水環(huán)真空機組、羅茨旋片真空機組
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