中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 據(jù)中國科學(xué)院高能物理研究所網(wǎng)站消息，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)1.3 GHz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)工程亟需的關(guān)鍵核心技術(shù)，取得世界領(lǐng)先成果。
6月5日，高能所組織召開了“高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組”成果鑒定會。鑒定會專家組由詹文龍院士、鄧建軍院士等14位來自中國科學(xué)院近代物理研究所、上海高等研究院、大連化學(xué)物理研究所，北京大學(xué)，清華大學(xué)，華中科技大學(xué)，中國工程物理研究院，中國原子能科學(xué)研究院等專家組成，北京大學(xué)劉克新教授擔(dān)任鑒定專家組組長。專家組聽取了項目組做的研制報告和測試專家組的測試報告，并現(xiàn)場考察了1.3 GHz超導(dǎo)加速模組。
專家組指出：高能所在國際上首次成功研制了中溫退火工藝1.3 GHz超導(dǎo)加速模組。模組總腔壓和總熱負(fù)荷及8只1.3 GHz 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)計要求，也超過了美國直線相干光源二期項目（LCLS-II）及其能量升級項目（LCLS-II-HE）的超導(dǎo)加速模組設(shè)計指標(biāo)（此為國際目前最高設(shè)計指標(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：項目組經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，在高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組研發(fā)上取得了重大突破和創(chuàng)新成果，在國際上率先實現(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)驗證，具有重大的實際意義和廣闊的應(yīng)用前景。專家組同意“高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組”通過成果鑒定。
高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz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，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“要不來、買不來、討不來”的技術(shù)，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)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組，亟待攻克這一關(guān)鍵核心技術(shù)并實現(xiàn)國產(chǎn)化，在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新時代高水平科技自立自強(qiáng)，否則將造成加速器造價和運行費用大幅上漲，或者不得不花大價錢購買國外的產(chǎn)品和部件。
高能所項目團(tuán)隊在潘衛(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現(xiàn)1.3 GHz 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，堅持自主創(chuàng)新，瞄準(zhǔn)國際最高水平全力攻堅，實現(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。模組高功率水平測試顯示：模組總腔壓133 MV時，2 K總熱負(fù)荷80 W，8只1.3 GHz 9-cell超導(dǎo)腔的平均加速梯度16.1 MV/m、平均品質(zhì)因數(shù)3.8×10^10。模組總腔壓174 MV時，2 K總熱負(fù)荷122 W，平均加速梯度21 MV/m，平均品質(zhì)因數(shù)3.75×10^10。模組穩(wěn)定運行總腔壓大于191 MV，平均加速梯度達(dá)到23 MV/m以上。
在模組研制過程中，項目團(tuán)隊共進(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)隊伍，為未來模組批量研制奠定了重要基礎(chǔ)。
本項目得到了大連先進(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1.3 GHz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
1.3 GHz 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
引自中國網(wǎng)2023.6.6版 原地址：http://cn.chinagate.cn/news/2023-06/06/content_86503279.shtml
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