近日,全球最大功率高能高功率电子束流收集桶(800kW@8GeV)在核电集团研制成功,顺利通过出厂验收并发运至硬X射线自由电子激光装置(SHINE)上海张江项目现场。
高功率电子束流收集桶是高性能X射线自由电子激光装置的关键设备之一,其作用是在调束或出光过程中集中收集最后不再使用的电子束流,确保装置运行期间的设备安全和辐射安全。
目前国际在役最大功率电子束流收集桶为欧洲XFEL项目300kW石墨芯连续波电子废束桶,本次800kW电子束流收集桶的研制在多项关键技术上进入“无人区”。
为填补技术空白,攻关“卡脖子”工艺,核电集团联合上海光源深度整合产业链上下游单位,与上海应用物理研究所、上海电气核电设备有限公司、安徽淮南焊接中心、昆山三维换热器有限公司成立联合团队,经过多次试验创新性地开发了大直径铜石墨真空炉钎焊技术、吸收体整体超声检测技术、大体积高熔深铜环与铜环电子束焊等先进工艺,并在产品制造过程克服了无冷却剂条件下铜环深孔加工、细长筒体高精度加工及装焊控制、细长偏心组件翻身与套装等技术难题。
本次800kW电子束流收集桶的成功研制,标志着核电集团已成为国内唯一具备超大型超导加速器前端电子枪、中端超导腔、末端束流收集桶三大核心设备成套供货能力的企业,在各项指标上均实现国际领先。
SHINE项目是上海科技大学作为法人单位牵头建设的国家“十三五”重大科技基础设施,在国际光子大科学装置领域占据重要地位。其建设规模和性能指标均达到世界顶尖水平,建成后将成为世界上最高效和最先进的X射线自由电子激光装置之一,形成独具特色、多学科交叉的先进科学研究平台,为上海国际科创中心建设提供重要支撑。