HEPS结构动力学线站专注于动态非可逆过程的超快时间分辨探测,需要极高强度的X射线束流,同时也带来极高的热功率密度,最高可达644W/mm2(热功率1.1kW)。热负载斩波器可从时间尺度上对束流进行调控,是结构动力学线站等高热负载白光/粉光束线所不可缺少的关键设备,主要用于降低X射线高热功率对光学元件和样品的损伤,目前仅国外极少数厂家可以提供,价格昂贵且不利于长期运行维护。高热负荷对机械式斩波器是巨大的挑战,在HEPS团队协助下,高能所东莞研究部王平、蔡伟亮等研究人员带领斩波器团队,通过三年的关键技术攻关,解决了转动体冷却、旋转流体和真空动密封、动平衡和机械振动、高精度同步运动控制等技术难题。
HEPS结构动力学线站负责人张兵兵表示,自主研制X射线热负载斩波器的成功,为HEPS超快时间分辨探测实验奠定了基础,也为应对第四代同步辐射光源高热功率问题发挥重要作用。
图1 静态真空度和相位控制精度测试结果
图2 验收现场