在北京先進(jìn)光源技術(shù)研發(fā)與測(cè)試平臺(tái)（PAPS）與上海硬X射線(xiàn)自由電子激光裝置（SHINE）的關(guān)鍵樣機(jī)研制中，中科院高能所在高性能（高Q值、高梯度）超導(dǎo)腔的研發(fā)上持續(xù)攻關(guān)。經(jīng)過(guò)深入細(xì)致優(yōu)化超導(dǎo)腔的加工工藝及流程和制造環(huán)節(jié)、完善超導(dǎo)腔表面處理及測(cè)試技術(shù)，在2018年年末之際，1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔（細(xì)晶串腔）及1.3GHz 1-cell超導(dǎo)腔（細(xì)晶單腔）的研制再獲重要進(jìn)展。
研制完成的兩只1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔，經(jīng)2.0K垂測(cè)，均達(dá)到了SHINE關(guān)鍵樣機(jī)的非摻氮超導(dǎo)腔的技術(shù)指標(biāo)上限。其中，1300-N001超導(dǎo)腔加速梯度Eacc達(dá)到18.5MV/m，在16MV/m的加速梯度下，Q0達(dá)到1.5×1010，較高能所研制的1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔的品質(zhì)因數(shù)提高了約50%。此外，兩只超導(dǎo)腔垂直測(cè)試中均無(wú)明顯輻射劑量，標(biāo)志著潔凈間組裝技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
同時(shí)，對(duì)1.3GHz 1-cell超導(dǎo)腔進(jìn)行了摻氮（N-doping）實(shí)驗(yàn)，垂測(cè)結(jié)果達(dá)到3.3 ×1010@18MV/m，Q值比摻氮前提高了1倍。這是國(guó)產(chǎn)超導(dǎo)腔（細(xì)晶單腔）第一次達(dá)到SHINE的設(shè)計(jì)指標(biāo)（2.7×1010@16MV/m）。此外，測(cè)試過(guò)程中觀察到了明顯的anti-Q-slope現(xiàn)象，即超導(dǎo)腔的Q值隨加速梯度Eacc的升高而變大，這是1.3GHz超導(dǎo)腔進(jìn)行摻氮后的典型現(xiàn)象。
下一步，高能所將總結(jié)和進(jìn)一步優(yōu)化研制工藝步驟并固化流程，同時(shí)采取EP及摻氮等手段進(jìn)一步提高1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔的Q值及加速梯度，以最終達(dá)到工程的大批量、高性能需求。
1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔
1.3GHz 9-cell 超導(dǎo)腔垂直測(cè)試結(jié)果
1.3GHz 1-cell 超導(dǎo)腔垂直測(cè)試結(jié)果
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