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上海高研院硬线市级重大专项超导加速模组关键技术研发在疫情期间取得重要进展
时间:2022-05-01 来源:
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20224月底,在因疫情封控一月有余的中国科学院上海高等研究院上海光源园区,超导加速模组总装测试大厅内工作仍持续忙碌着。429日,41.3GHz 9-cell超导高频腔在顺利完成2K温度下射频测试后吊出垂测杜瓦;430日,超导加速模组样机完成第二次总装并移交水平测试,标志着阶段工作任务完成。疫情管控期间,坚守在园区内的高研院、上科大硬线项目科研团队和协作单位人员,与居家封控线上办公、异地驻厂的同事及外协单位通力合作,在上海市发改委、科创办、市科委、交通委、上海海关和中科院上海分院等多部门的大力支持下,在高研院各部门共同努力和支撑保障下,超导模组工作连续取得多项重要进展。 

一、9-cell超导高频腔工艺研发取得新进展 

3月中旬以来,模组团队共完成10多腔次1.3GHz超导腔垂直测试。其中,由高研院与哈尔滨工业大学合作研制的两支1.3GHz 9-cell超导高频腔于3月初开始在无锡超导腔表面处理平台完成了电化学抛光、掺氮等优化表面处理,于331日通过疫情期间特别通道由上海三井公司中转运送至上海光源园区,并于410日和425日分别完成两轮2K垂直测试。经模组测试团队和液氦低温团队的通力合作,在快速降温中超导腔顶底最大温差首次达到85K以上,为超导铌腔高效磁通排除创造了条件。经测试,两支超导腔均在保持高品质因数的同时,最大加速梯度取得突破,分别达到25.5 MV/m27.4 MV/m,标志着硬线项目超导腔掺氮工艺工程技术指标首次得以实现。 

超导腔垂测现场(上)和两支1.3GHz 9-cell超导腔射频性能(下) 

二、超导加速模组样机第二次总装顺利完成 

为提高首台超导加速模组样机技术指标,进一步优化模组总装与测试流程,20222月模组团队开始对BCP工艺8腔超导加速模组样机进行第二次总装和测试。310日,超导腔串超净组装和检测完成。在开始超净间外组装时,突遭新冠疫情管控升级。为确保总装工作继续进行,模组团队编制了应急方案,在硬线加速器总体的统一调度下,组织高研院、上科大技术人员和上海安装公司施工人员坚守园区,并协调合作单位低温管路焊接技术工人于封控前紧急入园。封控期间通过远程协作等多种方式克服总装现场技术条件和人员配置不足的困难,于421日按计划完成了模组总装和验收。截至430日,已完成在测试隧道内的模组就位、机电安装及在线检测等,交付测试团队准备开始模组降温和性能测试工作。

超导模组样机完成总装

 

三、测试模组实验达到预定目标 

202234月,模组测试团队经过一个多月的集中攻关,在单腔测试模组上首次完成了超导加速模组全流程、全指标测试,获得了包括射频(Q0Eacc、麦克风效应等)、低温(静、动态热负载等)、真空和机械性能参数,确认了水平测试工作站各项功能和指标,验证了完整的测试流程,并积累了运行和测试经验。同时,测试团队还完成了低温测试模组(不锈钢模型腔替代超导腔)的第二次降温测试,通过低温张力线系统取得了冷质量降温冷缩精确数据,并首次实现了八腔模组结构在45K4.5K区间的快速降温。测试模组各项实验任务按计划完成并达到预定目标,为即将于5月初开始的超导加速模组样机水平测试打下了坚实基础。 

428日,通过多方努力,在中德CHILFEL合作支持下由德国公司制造的49-cell大晶粒超导腔运抵上海光源园区;430日凌晨,在无锡平台完成表面处理的3只单cell超导腔,以及经无锡创新公司中转的模组总装测试重要部件送达上海光源园区。 

在当前硬线市级重大专项和工程建设全面推动并进的重要时刻,项目团队已安排好新一轮工作计划,将继续咬紧牙关、持续奋战,力争高质量完成节点目标,实现新的突破。 

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