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中科院上海高研院承担的硬X射线自由电子激光装置市级重大专项首台高Q超导加速模组样机研制取得重大进展
时间:2023-02-12 来源:
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近期,中科院上海高研院承担的硬X射线自由电子激光装置(SHINE)市级重大专项首台高品质因数(Q)工艺八腔超导加速模组样机完成了初步水平测试,模组稳定运行总腔压大于136MV,运行在128MV时八腔平均Q值超过2E+10。2023年元旦后,项目团队开展了模组快速降温研究,测得模组超导腔Q值与槽腔垂测值相当,表明高Q性能得到了良好保持。这是继2022年中缓冲化学抛光(BCP)工艺八腔超导加速模组水平测试之后,取得的又一次重大进展,是项目超导加速模组研制进程中一个新的里程碑。 

Q超导加速模组是整个SHINE项目最具挑战的大型关键设备之一,其高Q值对应低功耗,意味着较低的运行成本。作为国内首台高Q工艺1.3GHz八腔超导加速模组,该模组装配了经过掺氮/中温烘烤先进工艺处理后的超导高频腔,Q值较传统处理工艺超导腔有了显著的提高,但同时也对周围剩磁、磁通排除等提出了苛刻的要求。 

得益于前期BCP工艺八腔超导模组等研制打下的基础,本台高Q模组于20229月初备齐了8支高Q超导腔,9月底完成了恒温器消磁, 11月中旬完成模组总装,在完成常温射频功率老炼后,于11月下旬顺利降温到2K。该模组在202211月底完成了超导四极铁24小时25A的长时间通电测试,12月初开始了低温下的射频功率老炼与元件性能测试,之后经过复温、重新降温后于1230日首次测得模组整机射频性能。2023年春节前,研制团队已开始模组快速降温排磁通研究,进一步的性能优化与详细的测试正在进行中。 

1水平测试中的高Q工艺八腔超导加速模组 

图2 高Q超导加速模组测试现场人员合影