上海光源硬X射線微聚焦光束線站首輪調試暨首臺真空波蕩器自主研製...

2020-12-01 中國科學院

硬X射線微聚焦及應用光束線站（BL15U1）是上海光源工程首批光束線站中，第一條進行調試的真空波蕩器光束線站。2月6日下午，科研人員完成了調束前準備工作，晚18:00開始正式調束，隨即在光束線螢光靶和絲掃描探測器上分別觀測到波蕩器輻射光斑和光電流，21:30分在實驗站鈹窗出口處的電離室上探測到波蕩器輻射的5.4 keV單色光（3次諧波），並掃描獲得該能量下單色器搖擺曲線，實現了首輪調束目標。隨後，科研人員連續奮戰，測量了波蕩器光源3－11次諧波輻射光譜，完成Cu的近邊吸收譜的測量和單色器能量標定，測量了微量元素標準樣品SRM610（500ppm）和SRM614（1ppm）的螢光譜。

BL15U1線站使用的真空波蕩器由中國科學院上海應用物理研究所自行設計和研製，是國內第一臺真空波蕩器。真空波蕩器是決定中能第三代同步輻射光源能否產生可與高能光源相比的硬X射線的重大關鍵設備，其結構複雜、工藝難度高，是集高精度磁體技術、超高真空技術、精密機械傳動和控制技術等多項高技術於一體的光源設備。BL1571線站使用的這臺波蕩器共80個磁周期，周期長度25mm，採用混合型磁體結構，最小工作磁間隙7mm，最大峰值磁場強度0.95T；波蕩器為真空型結構，全部磁體和支撐梁處於超高真空環境中；機械傳動採用磁列錐度可調、雙電機驅動方案，通過控制系統操作實現上下磁列平行模式和錐度模式運行。上海光源首批線站使用的兩臺真空波蕩器原計劃整機從美國公司進口，由於該公司製造工期嚴重延誤，為確保進度，上海光源工程經理部於2008年3月決定緊急啟動自主研製兩臺真空波蕩器的工作。工程經理部從各相關系統抽調技術骨幹組成項目組，集中力量研製，經過設備調研、方案設計、工程設計與評審、非標設備製造和標準設備採購、設備總裝和調試，僅用11個月的時間就完成了國內首臺真空波蕩器的研製，為最後工程節點的可控提供了保證。2009年1月28日，這臺真空波蕩器完成磁場、真空、機械與控制等性能測試，順利安裝到儲存環上；2月3日完成現場準直、真空安裝調試、電氣安裝和聯合調試，2月4日調試出光。根據實測的輻射光譜進行優化後，光束線末端的探測器上已觀察到波蕩器高強度的11次高次諧波輻射，從實測強度歸算出的波蕩器相位誤差約在4度的水平，達到預期目標。

自主研製的首臺真空波蕩器在儲存環上安裝就緒

BL15U1線站樣品處螢光靶上9 keV的非聚焦X射線光斑

實驗測量與理論計算的真空波蕩器輻射光譜

BL15U1線站獲得的Cu的近邊吸收譜

 

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