用鈦升華泵提高BEPCII同步輻射環(huán)真空度
2008年2月25日至3月28日，北京正負電子對撞機（BEPCII）為同步輻射用戶(hù)供光。加速器實(shí)現同步輻射設計值（2.5GeV，250mA）運行，定時(shí)注入，束流性能和供光效率顯著(zhù)提高。本輪供光前，同步輻射環(huán)有一半的真空區段暴露過(guò)大氣，其中絕大部分真空盒沒(méi)有經(jīng)過(guò)烘烤除氣。在無(wú)束流時(shí)全環(huán)的平均壓強大約是2.0×10- 10 Torr，注入束流后的平均壓強是1.14×10- 9 Torr。在這種真空條件下，180mA 2.5GeV 的束流壽命只有不足4 h。由于調束完畢后立刻正式供光，沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)用束流清掃真空室，要在供光期間維持較高的真空度，需要投入大抽速的泵來(lái)抽除同步光解析的氣體。鈦升華泵是大抽速泵中無(wú)油、結構簡(jiǎn)單且運行費用最低的泵，用鈦升華泵作為輔抽泵使得在整個(gè)加速器環(huán)上投入較低的費用就能解決高能量、大流強運行時(shí)真空度變差的問(wèn)題。我們通過(guò)定期激活安裝在真空系統上的鈦升華泵加快了真空度的提高，滿(mǎn)足了同步輻射供光的要求。
供光前期的真空清掃
從2008年2月13日恢復同步輻射調束， 到正式為用戶(hù)供光時(shí)， 積分流強累計將近40 A·hour，真空內壁在這期間得到了同步輻射光的清掃。在2.5GeV、180mA 條件下觀(guān)察全環(huán)24個(gè)測量點(diǎn)的壓強，并計算平均值，得到平均壓強隨積分流強增加而逐漸降低的曲線(xiàn)。當積分流強接近40 A·hour 時(shí)， 平均壓強已從1.14×10- 9 Torr 下降到了8.58×10- 10 Torr，束流壽命達到8 h，此時(shí)圖1 中下降的平均壓強曲線(xiàn)基本趨于平緩， 真空清掃的效果已經(jīng)不太明顯，要以束流清掃的方式進(jìn)一步提高真空度需要花很長(cháng)的時(shí)間。為了在較短時(shí)間內提高真空度，有必要啟用安裝在儲存環(huán)真空系統上的鈦升華泵。
同步輻射中鈦升華泵的使用
BEPCII 同步輻射環(huán)周長(cháng)約240 m，弧區分布有42 個(gè)鈦升華泵�；^采用的是帶抽氣前廳的真空盒，鈦升華泵的泵殼通過(guò)CF150法蘭安裝在抽氣前廳。采用γ 公司的泵芯和上海三井真空設備有限公司的電源，該泵芯對CO 的抽速與吸氣量的關(guān)系如圖3。
在本輪供光的一個(gè)月中，我們利用每周例行的機器檢修時(shí)間以及故障停機時(shí)間，將鈦升華泵總共激活了6 次，每次鈦絲升華電流48mA，維持3~4min。
鈦升華泵對全環(huán)真空的改善
分別記錄束流在245 mA 和180 mA 時(shí)的全環(huán)各處壓強，并計算平均壓強，畫(huà)出平均壓強隨積分流強變化的曲線(xiàn)如圖4。
其中，對應180mA的曲線(xiàn)包含了圖1 中供光前真空清掃期間的數據，以便比較�？梢钥吹矫織l曲線(xiàn)中平均壓強都有6 個(gè)明顯的臺階式的下降，這正是激活升華泵前后的平均壓強變化。到供光結束時(shí)，全環(huán)平均壓強從供光開(kāi)始時(shí)的8.58×10- 10 Torr 下降到了5.34×10- 10 Torr，180 mA 2.5 GeV 的束流壽命達到了將近11h。
結論
通過(guò)以上實(shí)驗數據可以看出鈦升華泵能有效提高同步輻射裝置在高能量、大流強運行時(shí)的真空度，從而改善束流壽命，提高供光效率。
