同步加速器是医用重离子加速器的主加速部件。考虑到其设计空间紧凑的特点及其真空系统的设计要求，采用将非蒸散型吸气剂泵(NEG)组件嵌入国产溅射离子泵(SIP)空腔内组成的复合泵作为真空系统的主泵。本文测试了复合泵的抽气性能，测试并估算了复合泵的H2 饱和容量和再生周期，计算了同步加速器真空系统的压力分布。测试及计算结果表明：相比于SIP，复合泵对N2 的抽速提高了20%，对H2 的抽速提高了70%～100%，且具有更高的极限真空度，其再生周期为2 年，压力分布能够满足同步加速器真空系统的设计要求。

　　中华科学研发院中国近代数学研发所生产的医用不锈钢重正离子提生器由立式释放线、回转提生器、中可以束运线、同样提生器、大能束运线等五地方包含。其优势是采用了同样提生器作来源于提生器设计，慢引出来形式展示平均的束流，以便于于含水量控住和束流的优酷云检测，得以变小对女性的其他的辐照含水量，不利于于提生方法的安全靠普靠普性，提供线上推广普遍的标准。

　　为了保证重离子有足够长的储存寿命，同步加速器(图1)全环平均真空度要求为5×10^-7 Pa。考虑到在10^-7 Pa 以下，随着压强下降，国产溅射离子泵(SIP) 抽速将明显减小，主抽泵单采用SIP，难以快速达到所要求的本底真空，并且同步加速器系统中磁元件众多，设计布局十分紧凑，放置主泵的空间有限。所以，真空技术网(//crazyaunt.cn/)认为为了不增加主泵所占空间，且能快速达到设计的真空度要求，选择了将非蒸散型吸气剂泵(NEG)组件嵌入SIP 空腔内，二者组合形成复合泵作为主泵。

　　为了更好地维持符合泵的靠普性，使其充分考虑医疗重离重亚铁离子会加快器真空箱整体的启动的标准，测评并分折了符合泵对N2、H2 俩种有害气体的抽气耐磨性，估计了符合泵的H2 饱满使用量和重复利用周期时间， 分为VAKTRAK游戏换算了压差数据分布，提高了期望值的报告。

图1 导入加速度器原则真空环境设施设备规划图

1、测试装置

　　采用小孔流导法进行抽速测试。测试装置由测试罩、监测真空计、四极质谱计、抽气机组及阀门等组成，如图2 所示。测试罩按照高真空标准抽速测试罩进行设计加工，其上、下室之间的小孔直径为9 mm，对N2 和H2 的流导C 分别为9.3 L·s^-1 和35.4 L/s。监测真空计采用两支型号为IE514 的分离规，其中，分离规G1 和四极质谱计QMS 分别通过两个CF35 法兰连接在测试罩上室上， 分离规G2 通过CF35 法兰连接在测试罩下室上，所有真空计在使用前均在极高真空校准装置上进行校准。抽气机组采用抽速为8 L·s^-1 的干式机械泵和600 L·s^-1 的涡轮分子泵，

　　真空泵规管Gf 重新安装在原子泵与测式罩下室彼此。测式其他气体能够微漏率自动调节阀门V 装入到测式罩中。由CapaciTorr D400 型NEG 构件和SP-400 型溅射正离子泵形成的塑料泵能够CF150 蝶阀法兰与测式罩下室联接。

图2 符合泵抽气功效检验装制

2、测试过程

2.1、SIP 极限真空测试

　　测试时，启动分子泵抽气机组，并对测试装置进行检漏，确认无漏后用烘烤套包裹测试罩。当真空计Gf 的示值读数达到10^-5 Pa 时，对测试罩及溅射离子泵同时加烘烤，烘烤温度为250 ℃，烘烤时间为40 h。烘烤进行到24 h 时，启动离子泵，离子泵自动进行放电间歇除气，约30 min 启动到正常值，同时烘烤继续进行。烘烤期间，分子泵抽气机组保持抽气状态；规管每隔4 h 除气一次。烘烤结束，温度降至200 ℃时，关闭分子泵口阀门。将停止烘烤后48 h 真空计G1、G2 的读数分别作为测试罩上、下室的极限真空测量值。由于测试罩为上下两个容积基本相同的筒体，因此以下室极限真空测量值的1/2 作为泵的极限真空值。上述过程中，真空计每隔4 h 除气一次，离极限测量点12 h 不再除气。

2.2、复合泵极限真空测试

　　测试时，启动分子泵抽气机组，并对测试装置进行检漏，确认无漏后用烘烤套包裹测试罩。当真空计Gf 的示值读数达到10^-5 Pa 时，对测试罩和溅射离子泵同时加烘烤，烘烤温度开始为140 ℃。保温4 h 后，启动离子泵，离子泵自动进行放电间歇除气，约30 min 启动到正常值，烘烤温度增加到180 ℃。保温10 h 后降温，期间分子泵抽气机组保持抽气状态。当系统温度降至80 ℃时，关闭离子泵，采用分子泵抽气机组抽气，并激活NEG 泵，激活电压为17 V，激活电流为6 A，激活时间为1 h。NEG 泵激活后30 min，重新开启离子泵。离子泵工作正常后，关分子泵口阀门，采用复合泵进行抽气。以抽气24 h 后真空计G1、G2 的读数分别作为测试罩上、下室的极限真空测量值，以下室极限真空测量值的1/2 作为泵的极限真空值。上述过程中，真空计每隔4 h 除气一次，离极限测量点12 h 不再除气。

2.3、SIP 及复合泵的抽速测试

　　将测试装置抽至极限真空后，缓慢打开微漏率调节阀，将测试气体注入测试罩中，测试罩内真空度逐渐降低。每个量级测量3 点，每点至少稳定15 min，分别记录真空计G1、G2 的读数。当测试罩上室的真空度降至1×10^-3 Pa 时，关闭微漏率调节阀。SIP 及复合泵的抽速用式(1)进行计算：

　　式(1)中：S 为泵抽速(L/s)；C 为的小圆孔流导(L/s)；K 为机械泵计的效正公式；P1 为机械泵计G1 的读数(Pa)；P2 为机械泵计G2 的读数(Pa)。

2.4、复合泵H2 饱和容量测试及再生周期估算

　　先将测试装置抽至极限真空，使NEG 吸气剂获得新鲜的激活吸气表面。缓慢打开微漏率调节阀，向测试罩中注入高纯H2，使真空计G2 的读数降为1×10^-5 Pa，记录此时真空计G1、G2 的读数。当真空计G2 的读数降为5×10^-5 Pa 时(即抽速降为初始抽速的20%时)，关闭微漏率调节阀，记录测试时间。真空技术网(//crazyaunt.cn/)认为由于H2 饱和容量测试时间会很长，且对泵的损耗较大，因此选取一段时间进行测试，然后估算出H2 饱和容量。

3、测试结果及分析

3.1、SIP 及复合泵极限真空测试结果及分析

　　SIP 极限真空测试时，停止烘烤48 h 后位于测试罩上、下室的真空计G1、G2 的读数分别为：2.7×10^-8 Pa，6.8×10^-9 Pa。计算得到，SIP 的极限真空度为3.4×10^-9 Pa。

　　复合泵极限真空测试时，系统温度冷却至室温24 h 后位于测试罩上、下室的真空计G1、G2 的读数分别为：7.2×10^-9 Pa，3.4×10^-9 Pa。计算得到，复合泵的极限真空度为1.7×10^-9 Pa。测试结果表明，复合泵的极限真空度高于SIP 的极限真空度。

3.2、SIP 及复合泵抽速测试结果及分析

　　选取N2、H2 用作公测仪空气，分开 对SIP 和组合材料泵的抽速做好了公测仪。SIP 和组合材料泵对N2 的抽速公测仪最后长为图示3 图示。SIP 和组合材料泵对H2 的抽速公测仪最后长为图示4 图示。

图3 SIP 和软型泵对N2 的抽速申请这类卡种曲线提额

图4 SIP 和包覆泵对H2 的抽速拟合曲线

　　结果表明，SIP 对N2 的最大抽速为481 L/s，复合泵对N2 的最大抽速为547 L/s，SIP 对H2 的最大抽速为662 L/s，复合泵对H2 的最大抽速为1053 L/s。在5×10^-7 Pa 的真空度下，SIP 对N2 的抽速为357 L/s，复合泵对N2 的抽速为464 L/s，SIP 对H2 的抽速为417 L/s，复合泵对H2 的抽速为829 L/s。在10^-8 Pa 及更高的真空度下，相比于SIP，复合泵仍然具有稳定的高抽速，更易于极高真空的获得。

3.3、复合泵H2 饱和容量测试结果及再生周期估算

　　复合泵H2 饱和容量的测试共进行了20 天，G2 的读数最高为1.3×10^-5 Pa。估算结果表明，要达到约定的饱和压力5×10^-5 Pa，约需要266 天左右。取NEG 泵单独对H2 的抽速400 L/s 计算(因为只是NEG 泵需要再生激活)，H2 在两次激活之间的饱和容量为114048 Pa·L，与NEG 泵生产厂家—意大利SAES 公司提供的H2 饱和容量数据基本一致(见图5)。

图5 软型泵对各种各样混合气体饱满存储容量的自测的曲线 　　在5×10-7 Pa 的真空箱度先决条件下，的残留物甲烷固体主耍是H2(约45%)、CO(约5%)、H2O(约45%)和任何甲烷固体(约5%)。只能根据SAES 有限公司给予的和好泵对所有甲烷固体供大于求功率的试验等值线(图5)所知，H2 的再造时期好长，因主耍以CO 和H2O 的再造时期完成测算。以CO 测算，最少为2 年；以H2O 测算，最少为4 年，应以时光短的时期为参考值，即用到云同步提速器上的和好泵的再造时期为2 年。

4、同步加速器压力分布计算

　　将测得的复合泵抽速值带入计算公式，可得出同步加速器的压力分布曲线。根据细长管压力计算公式，压力最大值在离泵口最远处，即两泵中间，压力分布呈抛物线型。图6 是根据设计参数、泵抽速和各真空室流导用VAKTRAK 程序分别得出的同步加速器两个半环的压力分布曲线。因二极铁真空室细而长，流导较小，泵的位置相隔较远，因此二极铁真空室中部压力较大(真空较差)，但整体真空度能够满足5×10^-7 Pa 的设计指标要求。

图6 发送到加快速度器真空环境整体阻力布局斜率

5、结论

　　应对用在医疗器械重亚铁离子高速度器上的黏结泵的抽气性能方面来了测评，对黏结泵的H2 是处于饱和状态电容量和可再生期限来了测评和约算，对数据同步高速度器重力作用模式的有压力占比来了算起，效果取决于：

　　(1)SIP 的极限真空度为3.4×10^-9 Pa，复合泵的极限真空度为1.7×10^-9 Pa。相对于SIP，复合泵的极限真空度更高。

　　(2)在同样的真空度条件下，复合泵的抽速大于SIP 的抽速。在10^-8 Pa 及更高的真空度下，复合泵具有稳定的高抽速，更易于极高真空的获得。

　　(3)复合泵在10^-7 Pa 的条件下运行，再生周期达两年，能够满足医用加速器较长时间不间断工作的要求。

　　(4)采用复合泵作为主泵，可以在不增加主泵所占空间的情况下，使同步加速器的整体真空度满足5×10^-7 Pa 的设计指标要求。