陶瓷真空室研制及其阻抗的钻研

　　说明了电子贮存环注入凸轨冲锋陷阵磁石及其真空室常采纳的多少种技能计划。合肥电子贮存环新凸轨注入零碎取舍了铁氧体磁石内置陶瓷真空室的形式。为了同声满足脉冲磁场穿透性能及束流啮合阻抗的务求,陶瓷真空室的内壁须镀1层非金属地膜。对已制备的镀膜和无镀膜陶瓷真空室尾场因变量及破财因子继续了测量,并对后果继续了拟总计算,失去陶瓷真空室宽带阻抗模子的无关参数。联合已继续的脉冲磁场穿透性能的后果,确立了改良的镀膜参数。
　　 依据相反的利用,电子贮存环的注入凸轨冲锋陷阵磁石及真空室有多少种技能计划。传统的作法是采纳大气芯线圈,在不锈钢超高真空室内搁置单匝直流电板线圈,以产生所须要的脉冲磁场。但这种形式励磁效率低,体积大,真空室构造不陆续,绝对于其余真空弹道的破财阻抗较大。Dortmunt大学钻研人员为1.5GeV贮存环DELTA设计了1种新的缝隙型构造,它旁边的两条非金属板离束流较近,经过大全体镜像壁直流电。这种构造的特点是啮合阻抗低,破财因子比一般大气芯磁石小至多一个量级,且构造容易,易于兑现。SLAC也预备在NLC(nextlinearcollider)的2种阻尼环(dampingring)中采纳这种构造。这种构造的缺欠仍是励磁效率不高,要失掉较大幅度的好场区,场形设计难度较大。
　　 在第3代同步辐射光源贮存环中宽泛采纳了铁氧体磁石内置陶瓷真空室的形式。运用陶瓷真空室的起因是使脉冲磁场可以穿透真空室壁,防止水涡亏耗及磁场波形畸变。陶瓷真空室内壁须镀1层很薄的非金属膜,以维持壁直流电的陆续性,从而缩小束流啮合阻抗。因非金属膜会产生水涡亏耗,因而,镀膜使不得太厚。能够取舍非匀称镀膜形式使镀膜中存在一些绝缘条纹,那样,既可缩小水涡亏耗及场畸变,又能维持较小的束流啮合阻抗。
　　 合肥电子贮存环新凸轨注入零碎名目中取舍了陶瓷真空室内壁镀膜的技能计划,齐头并进行了陶瓷真空室非金属化铆接试验及镀膜试验。对镀膜造成的磁场亏耗、波形畸变及匀称性变迁等莫须有继续了实践综合与试验测量。本作业在此根底上,对真空室的纵向啮合阻抗继续测量,联合磁场的综合与试验后果,确立进一步改良的镀膜参数。1、试验步骤
　　 为了测量陶瓷真空室及其余真空弹道的阻抗,采纳直流电模仿法,并构建了一纵向阻抗测量零碎。该零碎可主动测量纵向尾场因变量、能量破财因子、纵向阻抗,存在高斯直流电脉冲幅度陆续可调、精度高、定计正确等特点。
　　 无镀膜陶瓷真空室、镀膜陶瓷真空室、内径35mm渐变不锈钢弹道、无镀膜陶瓷真空露天加导热铝箔、镀膜陶瓷真空露天加铁氧体磁石和镀膜陶瓷真空露天加导热铝箔的形态示于图1。
图1　测量的多少种真空室
a———无镀膜;b———镀膜;c———内径35mm渐变不锈钢弹道;d———无镀膜附加导热铝箔;e———已镀膜加磁石;f———已镀膜加导热铝箔
　　 待测的镀膜陶瓷真空室两端铆接有不锈钢法兰,内孔为跑道形,截面尺寸为80mm×24mm,总长(囊括两端法兰)为350mm。膜的方块电阻约为1Ω,依据脉冲磁场穿透性能的务求,镀膜存在一些绝缘条纹。在测量零碎中,比拟臂及测量臂的过渡段均为圆形(D=86mm),在管子两端为非平滑过渡,别离构成一内渐变和一外渐变构造。2、测量后果及综合2.1、无镀膜和镀膜的测量后果
　　 无镀膜和镀膜2种状况下的破财因子K值曲线示于图2。图2(b)是对应束团个数N=45、存储束流I=300mA时的破财功率。采纳了镀膜陶瓷真空室的K值及破财功率大概是未镀膜真空室的1/5。对应于σ=100ps,镀膜陶瓷真空室的K值为0.14TV/C,破财功率为61W。
图2　无镀膜和镀膜状况下的K值曲线(a)和破财功率(b)
●———未镀膜;○———镀膜2.2、其余多少种状况下的测量后果
　　 测量件的两端别离有一内渐变和一外渐变构造,它们对K值有定然奉献。为了确定共同由镀膜导致的K值以及钻研进一步增多镀膜薄厚的多余性,取舍了2种测量件,无镀膜陶瓷真空露天加导热铝箔及内径为35mm的渐变不锈钢弹道继续比拟。当附加导热铝箔和陶瓷真空室两端非金属法兰电接触良好时,能够觉得这种状况与同样截面的不锈钢弹道阻抗根本统一。对外径35mm渐变不锈钢弹道的测量也是所以该弹道渐变构造和陶瓷管相相似,故能够作为一个参考。镀膜真空室、无镀膜真空露天加导热铝箔及内径35mm渐变不锈钢弹道的K值示于图3。
　　 从图3可见,对应于σ=100ps,镀膜真空室、未镀膜真空露天加导热铝箔及内径35mm渐变不锈钢弹道的K值别离为0.134、0.091和0.063TV/C。因而,进一步增多镀膜薄厚约莫可以使K值进一步减小,K值大概能达成眼前的1/2。
　　 实在状况下,镀膜陶瓷真空露天均置有铁氧体磁石。因而,应测量阻抗以确定铁氧体磁石及励磁直流电板对阻抗有无莫须有。测量时,将励磁直流电板的一端接地(和实在状况相反)。后果表明:镀膜陶瓷真空露天加导热铝箔的K值没有变迁,这是所以镀膜屏蔽了电磁场,因而,束流“看得见”镀膜以外的导热层;外置铁氧体磁石时的K值也根本没有变迁。图3中K值的差距在试验的误差规模内,如由更替核心导线或波形定计等导致的误差。

罗茨水环真空机组、罗茨旋片真空机组