资源描述：
《6t超导扭摆磁铁的特殊准直问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第34卷第1期原子能科学技术Vol.34,No.12000年1月AtomicEnergyScienceandTechnologyJan.20006T超导扭摆磁铁的特殊准直问题何晓业,蒋迪奎,张 武,卢绵凌(中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽合肥 230029)摘要:采用新思想、新结构、新工艺设计和加工超导扭摆磁铁,并在安装过程中确保磁体的准直,实现了磁体的磁中心水平面与束流真空管的中心水平面的重合。对超导扭摆磁铁准直的误差和精度进行了分析。关键词:超导扭摆磁铁;磁中心水平面;束管中心水平面;结构准直中图分类号:TL50318文献标识码:A文章编号:10
2、0026931(2000)01208206超导扭摆磁铁(S1C1Wiggler,简称Wiggler)是集低温超导、磁体、真空、准直、材料等多种技术于一体的复杂设备。加速器物理学和束流光学要求电子束流在储存环和Wiggler中的运行位置必须同时满足两个要求。一是束流必须沿环真空室和Wiggler束流真空管道(简称束管)的中心轴线运行。如果束流在x方向偏离中心轴线,可能会影响束流的注入过程;如果束流在y方向偏离中心轴线,和真空室内壁距离过近,可能会影响束流寿命。二是束流必须在Wiggler磁铁的磁中心水平面上运行,这才能保证束流在穿越磁场后其位置和动量方向都在理
3、想的中心轨迹线上。因为只有在磁中心水平面的水平宽度±20mm的范围内,磁场是均匀的,磁场积分为零。这些要求导致Wiggler本身的结构准直和安装到环上的特殊准直问题,并决定了两种准直的目标。1Wiggler结构Wiggler磁铁的3对六饼线圈左右、上下对称地放置在两块支撑板上。在支撑板上开了1个椭圆形束管孔和2个准直方通孔,3个孔的中心水平面位于支撑板的结合面内(图1)。支撑板分上下两块是为了便于加工这3个孔。为提高准直精度,磁体支撑板上的准直方通孔直径越小越好,但直径越小越难于加工。解决办法是在直径较大的准直方通孔内紧密配合放置内径仅为112mm的通光圆管
4、,圆管较长,并伸出准直方通孔,直达离观察窗不远处,以减小光衍射效应和提高准直精度(图2)。椭圆型束管悬空穿越束管孔。上下两个包容线圈的罩焊在上下支撑板上,构成LHe容器。相应于这3个孔,在Wiggler隔离真空容器的上下游外壳上开了2个椭圆形束管孔和4个观察窗安装孔。机加工必须确保上下游束管孔中心连线和上下游观收稿日期:1999203215;修回日期:1999206203作者简介:何晓业(1964—),男,安徽合肥人,工程师,硕士,加速器物理及应用专业©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHous
5、e.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第1期 何晓业等:6T超导扭摆磁铁的特殊准直问题9察窗安装孔的两条中心连线平行且位于同一平面内(图3)。束管二端固定在外壳上的椭圆束管孔内并真空密封。观察窗连接管焊接在观察窗安装孔中(图4)。图1 支撑板示意图图2 通光圆管Fig.1SketchofsupportboardFig.2Roundbatwithhole图3 束管孔和观察窗孔图4 观察窗Fig.3HolesofbeamtubeFig.4Observationwindow装有磁铁的LHe容器由8根拉丝悬挂在隔离真空容器内
6、,上下各4根,相邻拉丝在空间的夹角均为90°(图5)。拉丝另一端固定在螺杆上,螺杆穿过真空密封波纹管和外壳上的可调节螺母连结。不必打开外壳,只要在外面拧动螺母就可以牵动拉丝,从而调节LHe容器位置,也就是调整它和束管的相对位置(图6)。拉丝由特殊有机材料制成,直径4mm,材料绝热性好、强度大,每根拉丝的允许使用张力为10000N,断裂张力为18000N,质量150kg的LHe容器可以牢靠地固定在空中。©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http:/
7、/www.cnki.net10原子能科学技术 第34卷图5 磁铁和容器的悬吊图6 调节机械Fig.5SuspensionofmagnetsFig.6AdjustmentmechanismandLHevesseladjustmentmechanism2Wiggler结构准直Wiggler结构准直的目的是使磁体的磁中心水平面与经过椭圆束管长轴的中心水平面重合。这是一个较难的问题。因为磁中心水平面客观存在而不可见;另外,磁体位于LHe容器内,容器位于Wiggler内,在外部它们也都是不可见的。由于在±20mm(对称于磁体的几何中心垂直平面)的磁中心水平面范围内磁
8、场均匀度很高,而束流截面和它的轨迹畸变尺寸相对很小,
