近日上海光源自主研發(fā)的我國首臺超導(dǎo)波蕩器樣機成功完成了儲存環(huán)上的大流強帶束測試,表明我國已掌握了超導(dǎo)波蕩器研制的關(guān)鍵技術(shù),并取得了重大實質(zhì)性進展。
超導(dǎo)波蕩器是國際上正在發(fā)展的加速器光源關(guān)鍵核心技術(shù)。相比永磁波蕩器,在相同周期長度和磁氣隙下,超導(dǎo)波蕩器能獲得更高的峰值磁場,從而能獲得更高的輻射光通量,尤其對于高能光子。為此,國際上很多同步輻射光源和X射線自由電子激光裝置都在研發(fā)短周期超導(dǎo)波蕩器,但到目前為止只有美國APS和德國KIT兩家同步輻射光源的研制獲得了成功。
上海光源早在2013年便組織磁鐵、機械、真空、低溫和電源等專業(yè)組開始對超導(dǎo)波蕩器的相關(guān)技術(shù)進行實驗研究,包括超導(dǎo)磁體及恒溫器的設(shè)計、超導(dǎo)線圈的繞制、磁體的冷卻、磁場測量、小孔徑束流室的加工、電源測控以及失超保護等。2015年依托中國科學(xué)院上海大科學(xué)中心正式立項研制一臺可用于安裝在儲存環(huán)上做帶束流測試的超導(dǎo)波蕩器試驗樣機,樣機的磁周期長度為16mm,磁長度為800mm。2020年底完成了樣機全部部件的加工和測試,2021年8月完成了整機集成和離線測試,9月安裝到儲存環(huán)04單元進行了束流熱負載的測試,最后于11月12日進行了帶束流測試。測試結(jié)果表明,在200mA流強下束流熱負載的絕熱效果達到預(yù)期,勵磁線圈的電流加載超過350A,等效峰值磁場約為0.57T。圖1為安裝在上海光源儲存環(huán)上的超導(dǎo)波蕩器樣機,圖2為帶束調(diào)試中探測到的超導(dǎo)波蕩器輻射光斑。
該樣機的成功研制為下一步研發(fā)用作我國硬X射線自由電子激光裝置和新一代同步輻射光源衍射極限環(huán)以及進一步提升上海光源性能的超導(dǎo)波蕩器奠定了堅實基礎(chǔ)。
安裝在儲存環(huán)上的超導(dǎo)波蕩器樣機
探測到的超導(dǎo)波蕩器輻射光斑