点亮泰国

来自世界各地的游客都了解泰国的美丽风光,比如壮丽的日出景观、碧绿的海水,或者在水灯节期间迷人的河流和天空。但是你知道最耀眼的光现象发生在泰国东北部的呵叻府吗?泰国国立同步辐射光源研究所 (SLRI) 的暹罗光子源为东盟地区的科学家和公司提供同步加速器辐射,而且研究有趣的新材料特性。 1996 年,日本半导体公司财团向泰国捐赠了周长 81米的 1.2 GeV 存储环。尽管其货币价值很高,这笔捐赠还被泰国政府用于大力运行基础设施建设、教育科学家和工程师,并将基础设施升级和扩展至最新标准。

SPS 进一步发展的重大里程碑是实行插入设备和附加光束线。第一代和第二代同步加速器,例如最初的 SPS,取决于将电子保持在超高真空管内的纯圆形轨道上。真空需要低于 10-9 毫巴,以允许电子不受阻碍地运动长达 12 小时,而不会干扰残留的气体分子。弯曲的电子运动几乎是以光速形成同步辐射的发射。为了增加强度,第三代同步加速器采用了所谓的插入装置。它们由一段直线磁体组成,使电子以激流回旋的方式运动。因此,电子现在不再是一条宽曲线,而是经过许多急转弯后,发射出更明亮的同步辐射。

“把同步加速器的光强度想象成赛车的轮胎磨损。在 NASCAR 赛道的宽曲线中,是存在一些磨损。但是,如果你以相同的速度通过狭窄的激流回旋路线,轮胎会燃烧大量橡胶而熔化。同样,在电子的激流回旋运动期间,同步加速器辐射要高得多,”来自泰国国立同步辐射光源研究所的 Thanapong Phimsen 提到。在复杂的真空系统中完成新的激流回旋路线,而不会使电子撞击管壁,是一个非常关键的挑战。

VAT 的定制化真空解决方案可满足各种需求

实现同步加速器的超高真空要求是一项严峻挑战,但 VAT 拥有广泛的超高真空应用产品组合,可以完成这项挑战。“我们确实为同步加速器真空系统中的每个位置配备了完美的真空阀门”,VAT销售经理 Kenneth Kuah 说到。“例如,在远离电子束的某些点,我们安装了标准系列 26.4 高真空角阀,这种阀具有低除气率和延长维护周期。当靠近光束,或靠近插入装置时,辐射强度可能相当高。在这种情况下,只能使用全金属阀门,例如使用57.1 系列角阀。因为57.1 系列角阀没有弹性体密封件,不会在高辐射环境中降解。”为此,VAT 开发了独特的 VATRING 密封技术,使其成为唯一一款允许重复打开和关闭而不限制其密封能力的全金属角阀。”

更复杂的情况是扇形阀将环分成不同的真空段。当一个区域需要排气来完成维修时,其他区域可以保持在超高真空下。这避免了潜在环境空气污染,让维护工作更容易开展,并减少了之后的抽空时间。然而,使用的每个扇形阀都会破坏使电子保持在轨道上的磁场,从而导致电子束的散射。“在实施新的插入设备或光束线时,改变同步加速器中电子路径的初始概念总是很棘手。”Supan Boonsuya提到。出于这个原因,SLRI 的真空工程师与瑞士的 VAT 工程师密切合作,以确定插入设备如何改变环的电气和射频特性。然后,带有客户特定射频桥的 VAT 47.1 系列扇形阀的改装版本被交付给 SPS 并测试成功。目前总共有 10 种不同的 VAT 阀门已在 SPS 同步加速器设施中使用。

稳固的合作伙伴关系

几年前,在 VAT 真空阀技术的帮助下,第一批插入装置已成功应用于 SPS。目前有 12 条光束线正在运行,另外两条正在建设中。在泰国,已经出现了围绕同步加速器设施科学社群。这也加速了一个更大型的新 3 GeV 同步加速器设施 (SPS-II) 的规划开展。这一壮举突显了 SPS 对泰国研究基础设施的重要性。当然,VAT也仍继续是为未来的同步加速器光束线和实验站寻找最佳解决方案的有力合作伙伴。