BEPCⅡ真空內扭擺磁鐵波紋管RF屏蔽結構的改進(jìn)

　　BEPCⅡ真空內扭擺磁鐵的波紋管在電子束流的高流強運行中發(fā)生了損傷和真空泄漏。對損傷原因進(jìn)行了分析,懷疑是波紋管RF屏蔽結構的彈簧片與接觸套之間存在間隙,導致了高次模泄漏。如果波紋管沒(méi)有壓縮到設計的安裝長(cháng)度,彈簧片與接觸套之間可能存在1 mm的間隙。利用MAFIA軟件對這種情況下的尾場(chǎng)和阻抗進(jìn)行計算,結果表明尾場(chǎng)收斂很慢,最大的尾場(chǎng)振幅為0.08 V/pC,阻抗在1.32 GHz存在窄帶的共振峰。在該間隙處會(huì )發(fā)生高次模泄漏,有必要對屏蔽結構加以改進(jìn)。對屏蔽結構的彈簧接觸方式做了改進(jìn),將彈簧片改為環(huán)形的彈簧絲,最大調節量由4.0 mm提高到7.9 mm,且杜絕了間隙。300500 mA的束流實(shí)驗表明,屏蔽結構改進(jìn)后,波紋管附近的真空度從2.66×10-7Pa提高到6.65×10-8Pa,波紋管的溫度從40℃以上降低到25℃以下。

　　北京正負電子對撞機重大改造工程( BEPC II)圓滿(mǎn)通過(guò)了國家驗收, 正式投入運行[1] 。當束流流強達到了600mA 以上, BEPC II儲存環(huán)真空系統中由同步光和高次模泄漏導致的真空部件溫度升高的現象時(shí)有出現, 其中, 最嚴重的一次直接導致了真空內扭擺磁鐵( 下稱(chēng)4W2) 的波紋管泄漏, 所在真空區段暴露大氣。將該波紋管拆下, 發(fā)現波紋管內壁有一道軸向的燒灼痕跡( 如圖1) , 其長(cháng)度跨越十多個(gè)波紋, 痕跡較深的地方導致了漏孔。這類(lèi)情況在PEP-II ,KEKB 等國外加速器上都發(fā)生過(guò)[3-4] 。

3、結論

　　4W2 波紋管內壁的燒灼痕跡及漏孔很可能是由于實(shí)際安裝時(shí)波紋管壓縮不能到位, 屏蔽結構中的彈簧片與接觸套之間存在間隙, 導致高次模泄漏而造成的。用MAFIA 軟件計算屏蔽結構的尾場(chǎng)和阻抗, 結果表明如果彈簧片與接觸套之間存在間隙, 確實(shí)可能導致高次模的泄漏。對屏蔽結構的彈簧接觸進(jìn)行了改進(jìn), 并對改進(jìn)前后的屏蔽效果進(jìn)行了束流實(shí)驗觀(guān)察, 實(shí)驗表明改造前存在高次模泄漏,改造后有效抑制了高次模泄漏。事實(shí)上, 自從改進(jìn)了4W2 波紋管屏蔽結構以來(lái), 運行至今電子束流達到了700 mA 以上, 而該波紋管的溫度和真空度一直很正常。