真空內(nèi)扭擺磁石的內(nèi)真空盒對高次模發(fā)熱的克制作用
說明了BEPCⅡ真空內(nèi)扭擺磁石的內(nèi)真空盒零碎。當(dāng)BEPCⅡ在對撞格式下運行時，真空內(nèi)扭擺磁石的間隙拉開到最大值，將內(nèi)真空盒推入磁極旁邊，能夠使上上游真空盒兌現(xiàn)陸續(xù)潤滑的RF過渡，旋片式真空泵從而升高束流阻抗和高次模發(fā)熱。經(jīng)過束流試驗視察了內(nèi)真空盒推入前后磁極名義熱度的升高內(nèi)中，證實了其關(guān)于升高磁極上的高次模發(fā)熱是無效的。在有內(nèi)真空盒的條件下，視察到磁極名義的失調(diào)熱度與總流強和單束團流強的乘積成線性關(guān)系。
北京正陰電子對撞機革新工事（BEPCⅡ）的貯存環(huán)外環(huán)第四象限上衣置有一臺真空內(nèi)扭擺磁石（代號4W2），這是海內(nèi)眼前磁場最高，磁間隙可調(diào)規(guī)模最大以及橫向好場區(qū)最寬的真空內(nèi)扭擺磁石[1]。
4W2的真空腔室較大，孔徑與其上上游的貯存環(huán)真空盒不統(tǒng)一，這種構(gòu)造會帶來相應(yīng)的束流阻抗。為了運行時構(gòu)成鏡像壁直流電的陸續(xù)通路,維持良好的電接觸,減小高次模的透露及束流平衡固性,4W2真空室內(nèi)裝置了一套內(nèi)真空盒零碎。其性能相似于屏蔽漣漪管的RF-finger，能夠扶持4W2與上上游真空盒兌現(xiàn)陸續(xù)潤滑的RF過渡[2,3]。
白文說明了運用內(nèi)真空盒零碎前后，4W2磁極在束流運行時的發(fā)熱忱況，確認(rèn)了旋片式真空泵內(nèi)真空盒零碎在克制高次模發(fā)熱上面的作用。1、4W2內(nèi)真空盒零碎簡介
如圖1所示，當(dāng)減速器運行在對撞格式時，扭擺磁石的磁極豎直位置徹底拉開（gap=120mm），能夠經(jīng)過曲線電機將一個和上上游真空盒截面相統(tǒng)一的內(nèi)真空盒（52mm×120mm的跑道型束流孔徑），程度推入扭擺磁石極面旁邊[4]，使得4W2與上上游真空盒兌現(xiàn)陸續(xù)潤滑的RF過渡，從而縮小了束流阻抗。當(dāng)減速器運行在同步輻射專用格式運行時，相同地操作，程度拉回內(nèi)真空盒，扭擺磁石的磁極合攏，最小的磁間隙可壓縮到12mm，可容許同步輻射專用格式在小間隙下作業(yè)。
圖1真空內(nèi)扭擺磁石的內(nèi)真空盒2、4W2磁極的高次模發(fā)熱試驗
該試驗在同樣的束流條件下，別離視察推入內(nèi)真空盒之前和之后4W2磁極名義的升壓內(nèi)中。測溫用的熱偶裝置在磁極的側(cè)名義。熱偶信號經(jīng)真空穿墻件引出后，當(dāng)庭轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞，防止了傳輸誤差。
另外，因為高次模在對磁極加熱的同聲也會對熱偶自身加熱，且熱偶自身升壓要快于磁極名義，因而在測量磁極名義的熱度時須要等熱偶的讀數(shù)穩(wěn)固一段工夫，能力覺得該讀數(shù)瀕臨磁極名義的實在熱度。注入內(nèi)中以及丟束內(nèi)中中涌現(xiàn)的熱度陡升和陡降都視為煩擾，不作為熱度數(shù)據(jù)。
2.1、推入內(nèi)真空盒之前的試驗
在BEPCⅡ?qū)ψ哺袷较拢?.89GeV)，當(dāng)4W2的磁極徹底拉開，內(nèi)真空盒還沒有推入極面旁邊，咱們做了以次束流試驗。經(jīng)過top-up注入形式，將電子束流的總流強維持在340~350mA之間，注入的束團數(shù)為50，視察4W2磁極名義熱度變遷內(nèi)中。
束流維持了大概1h后，熱度回升到了185℃左右，如圖2所示。熱度在185℃維持了大概40min后，接續(xù)回升達(dá)成了198℃。那時，因為磁極熱度過高可能產(chǎn)生退磁，咱們不復(fù)補注束流。爾后，流強一直上升，熱度曲線的陡升和陡降是束流迷失內(nèi)中中的煩擾信號。
2.2、推入內(nèi)真空盒之后的試驗
維持4W2磁極的徹底拉開狀態(tài)，將內(nèi)真空盒推入極面旁邊，旋片式真空泵從新視察在上述束流條件下，4W2磁極名義的升壓內(nèi)中。如圖3所示，這次試驗繼續(xù)了大概4h，熱度回升到130℃之后，始終維持在130℃~140℃之間，沒有接續(xù)升高（試驗終了時，熱度曲線尾部的突起是束流迷失內(nèi)中中的煩擾信號）。
圖2推入內(nèi)真空盒之前的束流試驗后果 圖3推入內(nèi)真空盒之后的溫升試驗
2.3、相反束流條件下的失調(diào)熱度
從推入內(nèi)真空盒之后的溫升試驗?zāi)軌蚩闯觯辛藘?nèi)真空盒，對應(yīng)于某一穩(wěn)固的束流條件，4W2磁極名義熱度能夠維持在一個失調(diào)熱度左近，并維持比擬長的工夫。咱們改觀束流的總流強I以及束團個數(shù)n，經(jīng)過多少次試驗來視察失調(diào)熱度T的相應(yīng)急遷。已知高次模發(fā)熱功率根本上與總流強和單束團流強的乘積（I2/n）成反比[5]，考查一下多少次試驗中失調(diào)熱度T與I2/n的關(guān)系，后果演繹如表1（I取top-up注入的均勻流強）：
表1相反束流條件下的失調(diào)熱度
由曲線擬合能夠看出，T與I2/n成線性關(guān)系，如圖4。
擬合失去的公式是T=28.2+0.04523I2/n。由另外推，那末限定失調(diào)熱度使不得勝于180℃，束團個數(shù)為99，那么可算得此時容許的top-up注入的均勻流壯大約為576mA，也就是大概在570~580mA之間。那末要將束流流強的下限普及到580mA之上，那么就務(wù)必升高top-up注入的上限。理論運行中，注入的束流時常在600mA之上，那么務(wù)必等流強降至500mA以次才繼續(xù)補注，以制約4W2磁極的溫升。
圖4失調(diào)熱度與I2/n成線性關(guān)系3、論斷
經(jīng)過推入內(nèi)真空盒前后的束流試驗，視察到在相反束流條件下，有內(nèi)真空盒時的4W2磁極名義溫升顯然低于沒有內(nèi)真空盒時的溫升�？梢�，內(nèi)真空盒起到了很好的克制高次模發(fā)熱的作用。理論上，在BEPCⅡ起初的高流強（600mA之上）運行中，內(nèi)真空盒變成了4W2磁極不行或缺的掩護屏[6]。
在有內(nèi)真空盒的條件下，4W2磁極名義熱度能夠維持在一個失調(diào)熱度左近，并維持比擬長的工夫。失調(diào)熱度與總流強和單束團流強的乘積I2/n成線性關(guān)系。
參考文獻
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[2]周德民，石才土.加嚙合腔后4W2阻抗測量[R].北京：中科院高能物理鉆研所，2006.
[3]周利娟.BEPCⅡ貯存環(huán)高頻屏蔽漣漪管發(fā)熱試驗[J].真空,2005，42(2):49-52.
[4]盛樹剛，曹云.4W2真空內(nèi)扭擺磁石嚙合腔及挪動安裝設(shè)計[R].上海：上海交通大學(xué)，2004.
[5]ChaoAW，TignerM.Handbookofacceleratorphysicsandengineering[M].Singapore:WorldScientificPublishingCo.Pte.Ltd，1999:212-213.
[6]WangJQ，MaL，ZhangC.ThesecondphasecommissioningofBEPCⅡ[C]//Proceedingsofthe40thICFAAdvancedBeamDynamicsWorkshopone+e-Factories.Novosibirsk，2008.
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