自1995年3月以来,阿贡国家实验室的光源已被来自世界各地的研究人员和科学家使用。就其核心而言,光源是产生同步辐射光的粒子加速器的集合。科学家们可以在包括化学、能源、文化遗产和工程等广泛的领域进行各种实验方法。除了基础研究外,这种洞察力还使一些应用取得了一些实际进展,在某些情况下,有助于实现深远的改进,例如在放射医学领域或材料开发领域。例如,它为改进飞机发动机的涡轮叶片提供了基础。

随着宣布8.15亿美元的APS升级,阿贡为科学界提供了下一个水平的光源技术。这次升级将使APS的X射线的亮度提高500倍,这应该使研究人员能够更清楚地了解分子和原子结构。

APS的升级项目将采用多弯消色差(MBA)晶格设计,将电子束的发射率降低大约75%。真空和射频系统在实现光束直径的大幅减少方面发挥着重要作用。真空系统必须保持1x 10-11mbar的超高真空压力范围,同时允许2mbar(abs)的最大压力。为了做到这一点,该系统将需要不含碳氢化合物,所有的真空密封将需要一个金属密封系统。

存储环将有40个扇区,在每个扇区的开头有一个特殊区域。这些扇区和特殊区域在某些时候需要与系统隔离。这是一个技术上的挑战,因为保持电子束性能的射频连续性不能因为使用扇区阀门而被破坏。然而,与此同时,必须能够在保持超高真空水平的同时,根据需要断开各部分的连接。APS选择VAT的47系列射频全金属闸阀来应对这一挑战。

截至 2014 年 6 月,美国能源部科学办公室先进光子源在阿贡国家实验室的航拍照片。
图片来源:阿贡国家实验室

VAT的47系列阀门是在阀门的阀盖密封和闸门密封中使用金属密封的阀门。它们不含碳氢化合物,可达到XHV的真空度。对于真空阀来说,这本身就是一种罕见的能力,尤其是在生产水平上的生产;然而,47系列更进一步,包括一个射频衬垫,当闸门打开时,它可以移动到阀腔中,在阀门打开时允许射频的连续性。射频衬垫的设计是根据每个系统的独特规格而定的。

APS的其他要求包括RGA扫描,证明阀门符合他们的UHV规格,特殊的高纯度双层包装,包括保护性的氮气环境,以及通过启动阀门至少200次,并将其烘烤到250℃(打开和关闭)来证明阀门性能。

VAT的48系列全金属闸阀也被APS选择用于不需要射频衬垫的超高压隔离。48系列全金属阀门利用阀盖和闸门上的金属密封,提供XHV真空能力和无碳氢化合物设计。48系列全金属闸阀适用于各种UHV和极端UHV应用,并符合与47系列射频阀相同的RGA、认证和包装标准。

VAT公司的渠道经理Joshua LeBeau说:"VAT公司很高兴能成为这个项目的一部分,这有助于阿贡在未来几十年内保持在X射线科学发现的最前沿。当高级光子源升级完成后,它将更新APS设施,希望能使其保持在可能的最前沿。"

目前,升级的主要施工工作计划在2022年中期开始,大约需要一年时间。