2008年2月25日至3月28日，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPCII）為同步輻射用戶供光。加速器實(shí)現(xiàn)同步輻射設(shè)計(jì)值（2.5GeV，250mA）運(yùn)行，定時(shí)注入，束流性能和供光效率顯著提高。本輪供光前，同步輻射環(huán)有一半的真空區(qū)段暴露過大氣，其中絕大部分真空盒沒有經(jīng)過烘烤除氣。在無束流時(shí)全環(huán)的平均壓強(qiáng)大約是2.0×10- 10 Torr，注入束流后的平均壓強(qiáng)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(diào)束完畢后立刻正式供光，沒有足夠的時(shí)間來用束流清掃真空室，要在供光期間維持較高的真空度，需要投入大抽速的泵來抽除同步光解析的氣體。鈦升華泵是大抽速泵中無油、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且運(yùn)行費(fèi)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(fèi)用就能解決高能量、大流強(qiáng)運(yùn)行時(shí)真空度變差的問題。我們通過定期激活安裝在真空系統(tǒng)上的鈦升華泵加快了真空度的提高，滿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(fù)同步輻射調(diào)束， 到正式為用戶供光時(shí)， 積分流強(qiáng)累計(jì)將近40 A·hour，真空內(nèi)壁在這期間得到了同步輻射光的清掃。在2.5GeV、180mA 條件下觀察全環(huán)24個(gè)測(cè)量點(diǎn)的壓強(qiáng)，并計(jì)算平均值，得到平均壓強(qiáng)隨積分流強(qiáng)增加而逐漸降低的曲線。當(dāng)積分流強(qiáng)接近40 A·hour 時(shí)， 平均壓強(qiáng)已從1.14×10- 9 Torr 下降到了8.58×10- 10 Torr，束流壽命達(dá)到8 h，此時(shí)圖1 中下降的平均壓強(qiáng)曲線基本趨于平緩， 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(zhǎng)的時(shí)間。為了在較短時(shí)間內(nèi)提高真空度，有必要啟用安裝在儲(chǔ)存環(huán)真空系統(tǒng)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(zhǎng)約240 m，弧區(qū)分布有42 個(gè)鈦升華泵。弧區(qū)采用的是帶抽氣前廳的真空盒，鈦升華泵的泵殼通過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(shè)備有限公司的電源，該泵芯對(duì)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(jī)器檢修時(shí)間以及故障停機(jī)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(duì)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(qiáng)，并計(jì)算平均壓強(qiáng)，畫出平均壓強(qiáng)隨積分流強(qiáng)變化的曲線如圖4。

       其中，對(duì)應(yīng)180mA的曲線包含了圖1 中供光前真空清掃期間的數(shù)據(jù)，以便比較。可以看到每條曲線中平均壓強(qiáng)都有6 個(gè)明顯的臺(tái)階式的下降，這正是激活升華泵前后的平均壓強(qiáng)變化。到供光結(jié)束時(shí)，全環(huán)平均壓強(qiáng)從供光開始時(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(dá)到了將近11h。

結(jié)論

       通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(qiáng)運(yùn)行時(shí)的真空度，從而改善束流壽命，提高供光效率。