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高能所1.3 GHz 9-cell高Q超导腔研发取得重大突破

超导腔 X射线 加速器
发布:2020-10-23 14:48:31     来源:中科院高能物理研究所

过多年的不懈努力,中科院高能所1.3 GHz 9-cell高Q超导腔的研发取得了重大突破。10月19日,来自清华大学、北京大学等单位的专家对高能所的1.3 GHz 9-cell细晶粒超导腔进行了低温垂直测试(2.0K),测试结果显示:品质因数Q值为4.0E10@16.0MV/m;最大加速梯度Eacc达到22.7MV/m,此时的Q值为3.9E10。这个结果创造了国内1.3GHz 9-cell超导腔Q值的最高记录,也是国产9-cell超导腔首次达到上海硬X射线自由电子激光和LCLS-II的设计指标(均为2.7E10@16.0MV/m),接近CEPC的垂直测试指标(3E10@24MV/m)。

这一重大突破是高能所1.3GHz高性能超导腔研发团队在超导腔加工工艺、电子束精细焊接工艺、腔表面处理工艺、低温测试、缺陷诊断等各个环节上长期探索和优化的结晶。特别是经历了电抛光、氮掺杂、中温烘烤、中温退火等多种先进技术及工艺手段的研发,不断提高了超导腔的加速梯度Eacc和品质因数Q,为后来1.3 GHz 9-cell超导腔取得先进的技术路线和优异的测试性能奠定了重要基础。

1.3 GHz 9-cell超导腔已广泛应用于世界各大加速器装置,例如欧洲X射线自由电子激光(XFEL)、美国直线加速器相干光源二期(LCLS-II)等,也是未来的加速器,如环形正负电子对撞机(CEPC),上海、大连、深圳等地的FEL,国际直线对撞机(ILC)等项目的关键设备。

1.3 GHz 9-cell超导腔测试结果

1.3 GHz 9-cell超导腔测试结果

测试现场

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