高能所1.3GHz 9-cell超导腔研制取得重要进展

2010-7-08 00:00 来源: 高能物理研究所
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  7月1日,中科院高能物理研究所研制的1.3 GHz大晶粒铌、低损耗型9-cell超导腔(IHEP-01)在日本KEK垂直测试得到20MV/m的加速梯度,标志着高能所在加速器超导高频技术的自主研发方面取得重要进展。

  IHEP-01 9-cell超导腔采用了国际先进的超导腔形设计和国产大晶粒铌材,加工、焊接及表面处理等全部在国内完成。2009年2月开始加工,2010年4月完成整腔电子束焊接。之后使用高能所研制实验设备对该腔进行了离心滚磨抛光和缓冲化学抛光等一系列复杂的表面处理和精确预调谐。6月4日运抵KEK后进行了超声清洗和高压水冲洗,7月1日进行了2 K温度垂直测试。现已找到并正在修复引起失超的内表面缺陷,同时将通过进一步的表面处理降低场发射。计划在今年下半年进行第二次测试,加速梯度有望进一步提高。

  该腔的成功研制和测试,表明高能所在多cell超导腔物理和工艺设计、加工制造、表面处理和调谐、实验设备研制和运行等方面取得了突破性进展,为下一个带有高次模耦合器的9-cell超导腔(IHEP-02)研制奠定了基础。目前,IHEP-02腔的加工已经开始。

  9-cell超导腔是高能所科技创新重点项目“1.3 GHz超导加速组元和水平测试台研制”的主要研究内容之一。该项目于2008年底启动,研制内容包括9-cell超导腔、高功率输入耦合器、调谐器、低电平系统、低温恒温器等,组成“9-cell腔超导加速组元”。该项目还包括诸多先进的超导高频实验设备的研制,以实现我国超导加速器的完全国产化。目前主要设备已研制完成,并成功用于IHEP-01 9-cell腔的处理。1.3 GHz超导直线加速器技术是国际先进加速器技术的主要发展方向之一,是基于能量回收型直线加速器的硬X射线光源(ERL)、高能强流质子加速器、国际直线对撞机(ILC)等的核心技术,有巨大的应用前景,是我国未来大型加速器工程所必须的战略性关键技术。

  

  1.3GHz 9-cell超导腔

  

  

  垂直测试得到的加速梯度图