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1、合肥同步辐射加速器超导Wiggler磁体系统改造可行性研究论文导读:：6T超导Wiggler磁体是合肥国家同步辐射加速器的重要部件，于1998年调试成功。目前，发现超导Wiggler磁体系统液氦消耗量大幅增加，预冷时间大幅度延长。因此有必要对超导Wiggler磁体系统进行改造，设计超导Wiggler磁体的液氦零挥发系统，以减少液氦的消耗，降低运行费用，同时通过实验评估4K G-M制冷机工作时振动对超导Wiggler磁体的影响。论文关键词：同步辐射，Wiggler磁体，零挥发，振动 1 引言6T超导Wiggler磁体是合肥同步辐射加速器的重要部件，它使光源的应用范围由真空紫外和软X波段
2、扩展至1?左右的硬X射线领域，Wiggler磁体系统后面现连接有三条硬X射线光束线站：XAFS光束线站、X光衍射光束线站、LIGA光束线站，这三条光束线站自运行以来，贡献出很多重要科研成果。Wiggler磁体是采用NbTi低温超导线绕组和铁芯组合的方式，有三对磁极为单周期结构(1-3)。Wiggler磁体系统运行已有13年，其设计使用寿命为10年左右。Wiggler磁体系统液氦消耗量设计值约为每天40升，实际测量值约为每天50升。2009年8月之前，液氦日均消耗量约为56升，3-4天输液一次，2009年8月到2010年5月，液氦日均消耗量约为81升，相比之下增加了约44%的消耗量物理论文，2-
3、3天要输液一次。液氦消耗量的剧增，直接导致了每年运行经费多增加约100万元，操作人员的工作强度增加。超导磁体运行安全性下降，液氦消耗过快有可能会导致失超。目前液氦价格很高，供应紧张。液氦供应量不足时，Wiggler磁体系统就无法运行，为保证三条光束线站的持续稳定的运行，大幅降低运行成本，有必要对Wiggler磁体系统进行升级改造(4-6)。2 Wiggler磁体系统改造目标2.1改造主要内容为解决液氦消耗量大幅增加的问题，以及更进一步降低液氦消耗量，降低运行成本，拟将当前的Wiggler磁体系统改造成液氦零挥发系统论文提纲怎么写。由于液氦零挥发系统引入小型制冷机，需要对制冷机工作时振动对Wig
4、gler磁体的影响进行评估，判断是否能达到合肥国家同步辐射实验室提出的振动限定要求，以避免振动对同步辐射光源的性能造成影响。2.2改造的主要性能指标改造后的Wiggler磁体系统主要性能指标如下：(1)保持束流管道高度1400mm不变；(2)实现液氦零挥发系统；(3)Wiggler磁体的振动幅度小于1m；(4)Wiggler磁体系统整体高度降低。3 Wiggler液氦零挥发系统振动评估由于合肥国家同步辐射实验室对Wiggler磁体的振动提出限定要求，因此在液氦零挥发系统设计时，需要考虑隔振，振动的主要来源是小型制冷机。建立一个三位直角坐标系，选定一个垂直地面的方向为Z方向，选定相应的一组平行于
5、地面且相互垂直的两个方向为X、Y方向。3.1 单个制冷机的振动测试采用振动采集仪分别测量住友公司的4KG-M制冷机和南京柯德超低温技术有限公司的4K G-M制冷机的二级冷头的Z方向位移振动，将传感器固定在二级冷头的位置，振动实验测量装置如图1所示。振动实验测量获得的数据与文献7中的数据如表1所示。从表1数据可以看到，制冷机没有工作时，其二级冷头的Z方向振动位移峰峰值为0.669m，是由测试环境造成的，比如测试环境中的其他运行的设备、大地的脉动等等；制冷机工作时物理论文，实验测得住友公司的4K G-M制冷机二级冷头的Z方向振动位移峰峰值为28.661m，文献中住友公司的4K G-M制冷机二级冷头的Z方向振动位移峰峰值为26m，两个数据比较接近。测试环境、测量设备、4K G-M制冷机的运行状态等因素的不同会导致两个数据产生一些差异，也说明振动采集仪和测量方法是可靠的。图1 4K G-M制冷机振动实验测试装置表1 4K G-M制冷机振动实验Z方向振动位移比较