逼上梁山的创新之举――我国自主研发的真空内波荡器诞生记
2月26日下午2点20分,“上海光源”首批光束线最后一个发光器的空位上,吊装进了一台我国自主研发的真空内波荡器――这标志着我国迄今为止最大的科学装置历经4年建设,进入了收官阶段。(见文汇报2月27日第六版)然而,你可知道,这个空位本是为一台进口波荡器所留?你又是否知道,就在一年多前,上海光源加速器总体组甚至并未下决心攻克这一技术高峰?
进口订单严重延误
插入件是第三代同步辐射光源的主要发光部件,主要有扭摆器和波荡器两种。将磁铁安装在真空室内的波荡器称为真空内波荡器,是近十年来世界上发展起来的最先进的光源技术之一,它可使中能电子束产生出高亮度高能光子。在“上海光源”的首批7条光束线中,计划采用两台真空内波荡器。
由于技术难度大,工期紧迫,我国又从未研制过真空内波荡器,早在2006年底,“上海光源”工程经理部就通过全球招标,将订单下给了国外一家公司,定下于2008年中交货。2008年2月,意外发生,外方提出延迟到今年6月以后交货,而整个上海光源工程按计划应在今年4月就完成!
怎么办?“我们选择了唯一能把握的道路――自己研发!”工程副总经理、中科院上海应用物理研究所研究员赵振堂告诉记者,当时总体组决定紧急成立“真空炔ǖ雌髯灾餮蟹⑾钅孔椤保以赵振堂为组长,副总工程师殷立新、储存环分总体主任戴志敏为副组长,集中磁铁组、真空组、机械组、脉冲技术组的组长和技术骨干10多人,以及10名优秀工人,在与外方交涉和向其它实验室求助的同时,开始了一次不允许失败的技术“冲锋”。
“逼上梁山”如履薄冰
不允许失败!听起来有些不近情理,但原因也很简单,因为没有推倒重来的时间。即使有经验的外国公司,从接下订单到交货,至少需要一年半的时间,后期安装与调试也至少需要1个月左右,而留给研制组的只有短短的11个月――还必须调试成功。
真空内波荡器结构复杂、工艺难度高。它主要由300多块磁体及支撑调节结构、2根2米长的真空内传动梁,以及大机架和真空设备组成。每块磁铁都需要通过垫补,精确调节高度到10微米程度。整个波荡器的机械传动精度误差必须控制在10微米以内,如果传动梁位置稍稍超出误差,就无法得到满意的光束。在波荡器装配过程中,磁体之间的相互作用、真空负载、烘烤等都可能导致磁铁排列产生变形,引起辐射光品质的下降。所以,每次都要将磁铁一一重调。
去年3月起,研制组上上下下几乎人人如履薄冰,审慎而快速地完成着每一个步骤。从设计图纸、确定磁铁块组装方案、试制模型和小段样机,每一步都要经过严格审核,确保不出错。今年元旦,设备研制进入了最后冲刺阶段,科研人员和工人几乎24小时倒班。至大年初三,我国自主研发的第一台真空内波荡器宣告诞生时,很多人都顾不上喝一杯庆功酒,赶紧回家休息去了。
反客为主进入国际舞台
春节刚过,这台国产真空内波荡器就被安装到储存环上开始向光束线站供光,科研人员仅调试了3个半小时就成功出光,20天后的2月25日,各项指标达到验收标准。紧接着第二天,即2月26日,第二台真空内波荡器,作为“上海光源”最后一件设备吊装就位。
这一“逼上梁山”的自主创新的成功,意外地冲出了一番天地――就在首台真空波荡器调试成功后不久,已有国外光源找***来,提出合作要求并为其建造真空波荡器。
接受记者采访时,赵振堂显得很欣慰,因为这次开拓出的“新天地”,前景广阔:整个“上海光源”可容纳60条光束线,至少还需要十几台这样的真空内波荡器设备,自主研制和建造降低了造价;产品还可能在国际上占有一席之地;插入件技术仍在不断发展,这次研发成功,为我国未来新型波荡器的发展奠定了基础。