我國高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz超導(dǎo)加速模組取得世界領(lǐng)先成果|世界熱推薦

記者從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉，經(jīng)過近三年的不懈創(chuàng)新，中國科學(xué)院高能物理研究所完成了我國首臺高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz超導(dǎo)加速模組的研制、總裝和整體調(diào)試，攻克了國家大科學(xué)工程亟須的關(guān)鍵核心技術(shù)，取得世界領(lǐng)先成果。

據(jù)了解，6月5日，在中國科學(xué)院高能物理研究所舉行的高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz超導(dǎo)加速模組成果鑒定會上，由詹文龍?jiān)菏俊⑧嚱ㄜ娫菏康?4位來自國內(nèi)科研院所和高校的專家指出，中溫退火工藝1.3GHz超導(dǎo)加速模組的研制在國際上尚屬首次。模組總腔壓和總熱負(fù)荷及8只1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔的平均加速梯度和品質(zhì)因數(shù)性能，滿足了大連先進(jìn)光源（DALS）的超導(dǎo)加速模組設(shè)計(jì)要求，也超過了美國直線相干光源二期項(xiàng)目（LCLS-II）及其能量升級項(xiàng)目（LCLS-II-HE）的超導(dǎo)加速模組設(shè)計(jì)指標(biāo)（此為國際目前最高設(shè)計(jì)指標(biāo)），超導(dǎo)腔平均品質(zhì)因數(shù)優(yōu)于LCLS-II-HE的摻氮工藝批量超導(dǎo)加速模組性能。

專家組認(rèn)為，高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz超導(dǎo)加速模組的研發(fā)在國際上率先實(shí)現(xiàn)了中溫退火高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)腔模組技術(shù)路線，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，模組性能處于國際領(lǐng)先水平，使我國高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)加速器技術(shù)走在了國際前沿。該模組的成功研制，標(biāo)志著中溫退火工藝穩(wěn)定可靠、易于實(shí)現(xiàn)，可作為未來高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)加速器的主要技術(shù)路線。該成果為我國建設(shè)國際領(lǐng)先的連續(xù)波電子加速器完成了高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)腔及模組關(guān)鍵技術(shù)和樣機(jī)驗(yàn)證，具有重大的實(shí)際意義和廣闊的應(yīng)用前景。專家組同意“高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz超導(dǎo)加速模組”通過成果鑒定。

(資料圖片)

高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz超導(dǎo)加速模組是當(dāng)前國際先進(jìn)加速器技術(shù)競爭的制高點(diǎn)，是我國和國際上多個大科學(xué)工程的關(guān)鍵核心設(shè)備，技術(shù)極為復(fù)雜、造價高昂，是加速器領(lǐng)域的國之重器。

我國正在建設(shè)及規(guī)劃中的多個重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，如上海硬X射線自由電子激光裝置（SHINE）、深圳中能高重復(fù)頻率X射線自由電子激光裝置（S3FEL）、未來高能環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)（CEPC）等都需要大量的高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz超導(dǎo)加速模組。

中國科學(xué)院高能物理研究所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在潘衛(wèi)民研究員的帶領(lǐng)下，繼2020年在國際上首次改進(jìn)中溫退火工藝并成功實(shí)現(xiàn)1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔的中溫退火工藝之后，為滿足國家戰(zhàn)略需求，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，瞄準(zhǔn)國際最高水平全力攻堅(jiān)，實(shí)現(xiàn)了比摻氮工藝更為先進(jìn)的中溫退火高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)腔模組技術(shù)路線，創(chuàng)造了超導(dǎo)加速器品質(zhì)因數(shù)的世界紀(jì)錄，滿足了我國相關(guān)大科學(xué)工程的迫切需求。

在模組研制過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)共進(jìn)行了兩次模組組裝和數(shù)次降溫測試，反復(fù)摸索并攻克了在腔串潔凈組裝、模組總裝集成、降溫和老練測試中遇到的諸多技術(shù)難題，并進(jìn)行了多項(xiàng)模組結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)和工藝創(chuàng)新。高能銳新公司與加速器中心緊密合作、相互配合，形成了一套完整的組裝規(guī)范流程，培養(yǎng)了一支高水平的技術(shù)隊(duì)伍，為未來模組批量研制奠定了重要基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目得到了大連先進(jìn)光源預(yù)研、高能環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)預(yù)研、北京市先進(jìn)光源技術(shù)研發(fā)與測試平臺、高性能連續(xù)波1.3GHz超導(dǎo)腔研究測試平臺的支持。

△8×9-cell超導(dǎo)腔串在十級潔凈間組裝

△9-cell超導(dǎo)腔串與冷質(zhì)量組裝

△1.3GHz 9-cell超導(dǎo)加速模組總裝

△模組安裝在水平測試站中

△模組水平測試

△高品質(zhì)因數(shù)1.3GHz 9-cell超導(dǎo)加速模組成果鑒定會

（總臺央視記者 褚爾嘉）

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