国际领先！1.3 GHz 9-cell超导加速模组今晨在怀柔科学城启运
发布时间：2024-08-26
信息来源：怀柔科学城微信公众号
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发布时间：2024-08-26
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历时三年研制成功、占领世界科技制高点的我国首台高品质因数1.3 GHz 9-cell超导加速模组，于8月24日凌晨6：00正式从怀柔先进光源技术研发与测试平台（PAPS）启动运输，送往大连先进光源装置现场。这是目前在PAPS原创性研发成功的最大型超导加速设备，并将首次实际应用于我国先进光源的建设，能够节约大量建造经费，具有重要的科学意义。
高品质因数1.3 GHz超导加速模组被我国正在建设及规划中的多个重大科技基础设施所亟需，如上海硬X射线自由电子激光装置（SHINE）、深圳中能高重复频率X射线自由电子激光装置（S3FEL）、未来高能环形正负电子对撞机（CEPC）等，这一关键核心技术在PAPS平台攻克并实现国产化，标志着我国在关键领域实现新时代高水平科技自立自强，极大地降低了加速器造价和运行费用，也打破了国外产品和部件的垄断。
中国科学院高能物理研究所项目团队在潘卫民研究员的带领下，为满足国家战略需求，坚持自主创新，瞄准国际最高水平全力攻坚，实现了比原有的掺氮工艺更为先进的中温退火高品质因数超导腔模组技术路线，创造了超导加速器品质因数的世界纪录，满足了我国相关大科学工程的迫切需求。
在之前的模组成果鉴定会上，专家组指出：中国科学院高能物理研究所在国际上首次成功研制了中温退火工艺1.3 GHz超导加速模组。模组总腔压和总热负荷及8只1.3 GHz 9-cell超导腔的平均加速梯度和品质因数性能，满足了大连先进光源（DALS）的超导加速模组设计要求，也超过了美国直线相干光源二期项目（LCLS-II）及其能量升级项目（LCLS-II-HE）的超导加速模组设计指标（此为国际目前最高设计指标），超导腔平均品质因数优于LCLS-II-HE的掺氮工艺批量超导加速模组性能。
1.3 GHz 9-cell超导加速模组总长度12米，由8只1.3 GHz 9-cell超导腔在一个恒温器内串联组成，在国内是首次进行远距离运输，前期已经过多次样机运输试验，同样涉及到复杂的吊装工艺和保护等准备。
在成功保障高能同步辐射光源加速器的建设任务以外，PAPS成功研制了国际领先的光源设备，测试环境和承载量达到了国际先进实验室水平。本次1.3 GHz模组启运是PAPS为我国各类先进光源设备进行研发和测试的开端，PAPS将为我国大科学工程建设做出重要的支撑作用。
模组资料：
1、模组高功率水平测试显示：模组总腔压133 MV时，2 K总热负荷80 W，8只1.3 GHz 9-cell超导腔的平均加速梯度16.1 MV/m、平均品质因数3.8×1010。模组总腔压174 MV时，2 K总热负荷122 W，平均加速梯度21 MV/m，平均品质因数3.75×1010。模组稳定运行总腔压大于191 MV，平均加速梯度达到23 MV/m以上。
2、高品质因数意味着超导腔非常省能，意味着用很小的功率就能在腔内建立很高的电压，如此可以节省大量的建造和运行经费。因此，国际先进实验室竞相研发此种高品质因数的超导腔。
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