(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221814650.6 (22)申请日 2022.07.13 (73)专利权人 中国科学院高能物理研究所 地址 100049 北京市石景山区玉泉路19号 (乙) (72)发明人 罗平　石泓　马亚新　王赫影　 (74)专利代理 机构 北京君尚知识产权代理有限 公司 11200 专利代理师 司立彬 (51)Int.Cl. G21K 1/10(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)实用新型名称 一种应用 于同步辐射装置光束线的末端铝 窗装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种应用 于同步辐射装 置光束线的末端铝窗装置， 其特征在于， 包括铝 窗主体和气氛腔； 所述铝窗主体安装于所述气氛 腔的下游端； 所述铝窗主体的上游端中心区域加 工有铝窗， 所述铝窗主体内位于所述铝窗的上、 下边缘分别设有一路水冷孔道； 所述铝窗主体的 上游端加工有带密封槽的胶圈密封法兰， 该密封 槽中安装有密封圈， 所述铝窗主体下游端加工成 平面； 所述气氛腔的上游端设有法兰， 用于与上 游的光束出口处铍窗的刀口法兰密封连接； 所述 气氛腔的下游端设有胶圈密封 法兰， 用于与所述 铝窗主体上带密封槽的胶圈密封法兰密封连接； 所述气氛腔上设有进气管与排气管， 用于将气氛 腔内的空气置换成惰性气体。 本装置能避免出口 铍窗其与大气接 触。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 218100716 U 2022.12.20 CN 218100716 U 1.一种应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征在于， 包括铝窗主体和气 氛腔； 所述铝窗主体安装于所述气氛腔的下游端； 所述铝窗主体的上游端中心区域加工有铝窗， 所述铝窗主体内位于所述铝窗的上、 下 边缘分别设有一路水冷孔道； 所述铝窗主体的上游端加工有带密封槽的胶 圈密封法兰， 该 密封槽中安装有密封圈， 所述铝窗主体下游端加工成平面； 所述气氛腔的上游端设有法兰， 用于与上游的光束出口处铍窗的刀口法兰密封连接； 所述气氛腔的下游端设有胶圈密封法兰， 用于与所述铝窗主体上带密封槽的胶圈密封法兰 密封连接； 所述气氛腔上设有进气管与排气管， 用于将所述气氛腔 内的空气置换成惰性气 体， 其中所述进气管用于 接收惰性气体， 所述 排气管用于排出气氛腔内残留空气。 2.根据权利要求1所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征在于， 所 述进气管与所述 排气管沿所述气氛腔径向对称布置 。 3.根据权利要求2所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征在于， 所 述进气管与所述 排气管均为 不锈钢管。 4.根据权利要求1或2或3所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征 在于， 所述铝窗的尺寸大于入射到铝窗位置的束斑尺寸。 5.根据权利要求1或2或3所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征 在于， 所述铝窗主体为铝合金一体加工而成的铝吸 收体。 6.根据权利要求1或2或3所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征 在于， 所述铝窗为圆形或方 形盲孔。 7.根据权利要求1或2或3所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征 在于， 所述气氛腔为圆形筒体。 8.根据权利要求1或2或3所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征 在于， 所述水冷孔道的两端分别安装有管接头； 两路所述水冷孔道分别通过管接头与进水 管、 回水管连接， 形成并列的两路 冷却回路。 9.根据权利要求1或2或3所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征 在于， 所述水冷孔道的两端分别安装有 管接头； 两路所述水冷孔道同一侧的管接头通过U 型 管或软管连接， 两路所述水冷孔道另一侧的管接头 分别与进 水管、 回水管连接， 形成一路冷 却回路。 10.根据权利要求1或2或3所述的应用于同步辐射装置光束线的末端铝窗装置， 其特征 在于， 所述水冷孔道通径为 4mm至10mm。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 218100716 U 2一种应用于同步辐射装 置光束线的末端铝窗装 置 技术领域 [0001]本实用新型属于同步辐射技术领域， 具体涉及一种应用于同步辐射装置光束线的 末端铝窗装置 。 背景技术 [0002]同步辐射的高亮度特性导致其光束线具有高热负 载， 高能光源产生的同步辐射峰 值功率密度可达700～800kW/mrad2。 为了开展各种不同类型 的科学实验， 就需要对同步辐 射进行调制处理， 通常在光束线 上游使用固定光阑、 可调光阑对光束线进 行张角约束， 在光 束线下游则通过白光镜、 单色器、 聚焦镜等进行进一步调制。 由于同步辐射光源 具有波谱宽 的特性， 利用不同元素对不同能量的X射线的吸收程度不同的特性， 设计出不同的吸收体置 于同步辐射 光束线中， 进而获得不同能量峰值的X射线。 [0003]碳、 铍、 铝对X射线较低能部分吸收比较重， 而高能部分光子则有较高的透过率。 在 现有技术中， 想要获得高能硬X射线时， 通常在光束线上游添加不同厚度的碳膜、 金刚石片 进行初步的能量调制 。 铍具有高硬度和高强度的特性， 则更多的以铍窗的形式用在经过初 步衰减后的光束线的中下游， 作为调制光束线的吸收体的同时， 更多的用作了真空分段 的 隔离窗口。 同步辐射光束线技术中心， 通常使用出口铍窗作为光束线末端的真空隔离窗， 隔 绝大气与真空以使光束线保持良好的真空。 铝有良好的导热性和加工性能， 因此可作加工 成吸收体来进一 步大幅衰减能量略高的20keV以内的低能光子 。 [0004]高纯铝因其质地较软而不容易加工且熔点较低， 用作衰减片或者滤光片时通常以 薄片的形式通过夹持置于光束线中使用， 吸收的热量有限， 需要在其上游对X射线光束进 行 一些列的衰减， 并通过采用间接冷却的方式对其进行冷却， 冷却效率不高且配套的冷却设 计往往比较复杂， 这些因素大大限制了铝吸收的使用， 专利ZL202020092782.7提出一种水 冷铝窗吸收体装置， 其主体为为铝合金一体加工而成的铝吸收体， 铝吸收体的中央位置沿 光束行进方向加工出圆形或者方形沉孔而形成铝窗， 铝窗设置有冷却用的水道， 铝吸收体 上下游两端加工有密封法兰， 使其可在X光束 线的中段灵活使用。 [0005]目前同步辐射光束线通常使用出口铍窗作为光束线末端设备， 使光束线保持良好 的真空， 但铍窗往往直接暴露于大气 中， 铍受到X射线光照受热后加速氧化生成氧化铍， 氧 化铍的毒性较强， 对人体危害极大。 实用新型内容 [0006]针对现有技术中存在的问题， 本实用新型的目的在于提供一种应用于同步辐射装 置光束线的末端铝窗装置。 该装置安装于出口铍窗下游， 隔离了出口铍窗与大气直接接触， 避免了铍的氧化以及人直接接触到铍金属， 同时通过铝窗吸收低能光子以实现对X射线进 一步调制。 [0007]本装置作为出口铍窗的保护装置， 既可以隔绝铍窗受到X射线光照时与大气接触， 同时其铝窗可对X射线进一步调制， 且该装置设有水冷结构， 可承受较高的同步辐射热负说　明　书 1/4 页 3 CN 218100716 U 3