2024年10月11日，中國散裂中子源（CSNS）打靶束流功率達(dá)到170kW并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供束運(yùn)行，超過設(shè)計(jì)指標(biāo)70%。
通過在快循環(huán)同步加速器新增兩臺(tái)高性能的磁合金加載腔，提升束流功率至170kW，是驗(yàn)證CSNS-II束流功率升級(jí)路線的關(guān)鍵一步。CSNS加速器團(tuán)隊(duì)在前期大量機(jī)器研究和模擬工作基礎(chǔ)上，利用暑期檢修前后的兩個(gè)短期調(diào)試窗口，充分探索調(diào)束新思路和挖掘機(jī)器性能極限，成功將打靶束流功率提升到170kW并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供束運(yùn)行。
空間電荷效應(yīng)是強(qiáng)流質(zhì)子加速器的核心問題，降低束流損失和提高束流通過率是穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。在本次束流調(diào)試中，將垂直涂抹面積提高了40%，大幅提高了涂抹束流均勻性和降低了空間電荷效應(yīng)。同時(shí)，進(jìn)行了全面參數(shù)優(yōu)化和迭代，包括增加注入束流脈寬、全局和局部軌道校正、工作點(diǎn)模式、縱向動(dòng)力學(xué)、橫向準(zhǔn)直器、束流不穩(wěn)定性、色品等，有效控制了CSNS加速器高功率下的發(fā)射度增長與束流損失。
2024年是CSNS-II工程的開局之年，同時(shí)也是CSNS運(yùn)行與CSNS-II建安工程并行推進(jìn)的第一年。為了保證CSNS-II工程高能質(zhì)子大廳按期開始基建施工，2024年夏季檢修期間需要在現(xiàn)有RTBT隧道外加強(qiáng)屏蔽，以滿足公眾輻射劑量限值要求。CSNS加速器團(tuán)隊(duì)參照CSNS-II建安工程計(jì)劃，制定了詳細(xì)的夏季停機(jī)檢修計(jì)劃，力求將建安工程對CSNS供束運(yùn)行的影響降到最低。公用設(shè)施團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化RTBT隧道外加強(qiáng)屏蔽施工方案，搶回兩周施工時(shí)間。加速器團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化、調(diào)整夏季檢修計(jì)劃，梯次推進(jìn)直線加速器、環(huán)形加速器設(shè)備檢修和調(diào)束等相關(guān)工作，確保了加速器與往年同期恢復(fù)供束運(yùn)行。
CSNS打靶束流功率達(dá)到170kW并穩(wěn)定運(yùn)行，不僅大幅提高了裝置使用效率，也驗(yàn)證了CSNS-II束流功率提升的關(guān)鍵技術(shù)路線，同時(shí)為CSNS-II工程建設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
24小時(shí)加速器打靶功率圖
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