釹鐵硼低溫永磁波蕩器靜態熱負載研究

王健1,2 劉以勇1 王淑華1 李明1 王莉1

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釹鐵硼低溫永磁波蕩器靜態熱負載研究

王健劉以勇王淑華李明王莉

1（中國科學院上海應用物理研究所張江園區 上海 201204） 2（中國科學院大學 北京 100049）

低溫永磁波蕩器(Cryogenic Permanent Magnet Undulator, CPMU)利用稀土永磁材料釹鐵硼或鐠鐵硼在低溫下的剩磁及內稟矯頑力大幅增大的特性，通過使磁體工作在50?150 K的低溫環境，獲得相比于常規真空內波蕩器(In-vacuum Undulator, IVU)高30%?50%的磁場性能。在磁氣隙一定的條件下，CPMU可以在較小的周期長度下獲得較大的磁場強度，這對于提升同步輻射光的亮度具有重要意義。本文介紹了上海光源(Shanghai Synchrotron Radiation Facility, SSRF)釹鐵硼CPMU磁體冷卻技術的研究進展，對CPMU的靜態熱負載進行了詳細的理論分析及實驗研究。CPMU靜態熱負載的理論分析方法在CPMU樣件低溫冷卻實驗裝置得到了驗證，并在完整釹鐵硼CPMU樣機中得到了應用。

低溫永磁波蕩器，熱負載，冷卻

近年來，短周期高場強波蕩器是同步輻射光源以及自由電子激光裝置插入件(Insertion Device, ID)領域的研究熱點之一。它能夠提高同步輻射光的亮度，而且能使基于波蕩器的自由電子激光裝置更加緊湊，是波蕩器的發展方向。相比工作在液氦溫區的超導波蕩器(Superconducting Undulator, SCU)和低溫永磁波蕩器(Cryogenic Permanent Magnet Undulator, CPMU)在設計與制造技術難度、低溫冷卻系統研制與運行成本、磁場測量與墊補、運行穩定性等方面有著一定的優勢。

CPMU是在常規真空內波蕩器(In-vacuum Undulator, IVU)基礎上發展而來的。對于以永磁塊為磁源的波蕩器而言，其性能提升主要有兩條途徑：一是降低磁隙；二是提升磁塊本身性能。……