2023年10月31日,陈福三磁铁研制团队传来好消息,高能同步辐射光源(HEPS)加速器磁铁系统的研制工作取得重要进展,储存环上全部纵向梯度二极磁铁和快校正磁铁通过了测试验收,关键性能指标均达到或超过设计要求。
储存环纵向梯度二极磁铁是高能同步辐射光源作为第四代光源实现超低束流发射度的关键设备,其磁场形态复杂,磁性能要求极高;同时,为践行低碳环保的理念,采用了不需要电源励磁,但结构更复杂、研制难度更大的永磁方案,这在国内加速器领域尚属首次,面临着巨大的挑战。
纵向梯度二极磁铁在设计过程中,为解决永磁材料离散性大、磁场不宜调整等方面的问题,发明了调磁螺杆专利技术,采用核磁共振仪在线标定霍尔传感器的测磁方法,对磁铁各组元的磁场进行了精细的调整,使得245台磁铁积分磁场的离散性小于±5×10-5,达到世界领先水平。
快校正磁铁是高能同步辐射光源快轨道反馈系统(FOFB)的重要组成部分,用来保证同步光的稳定性。为提高对反馈信号的响应速度,快校正磁铁在铁芯材料、极头结构等方面进行了优化,使得其动态响应的带宽达到5kHz。
两种类型关键磁铁的验收是高能同步辐射光源加速器磁铁系统近阶段研制工作的里程碑,也大大提升了高能所磁铁研制和精密测量及调试水平,迈进了世界领先行列。
图1 使用核磁共振仪和霍尔传感器测量纵向梯度二极磁铁积分磁场
图2 使用基于三坐标的旋转线圈测磁系统测量快校正磁铁
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