加速器物理专家组和柏林亥姆霍兹材料与能源中心的超导射频研究小组正在开发一种具有能量回收功能的超导直线加速器。它是柏林能量回收型直线加速器项目(bERLinPro)的一部分,可以加速强流电子束,进行各种应用后,电子束被引导回超导直线加速器,释放几乎所有剩余的能量,这些能量又可用于加速新的电子束。
电子源是关键组件之一。设施采用绿色激光束照射光电阴极的方式产生电子。双碱阴极锑化物在可见光范围量子效率 很高,但这些材料做成的薄膜具有高反应活性,非常敏感,因此只能在超高真空条件下工作。
研究团队改进了钼基底上铯-钾-锑化物光电阴极的制造工艺,大大提高了光电阴极的量子效率和稳定性,并成功应用在bERLinPro上。由于阴极要在远低于零的温度下工作,使用新工艺制造的光电阴极即使在低温下也不会降解,这是在超导电子源内操作的重要先决条件。
研究证明即使经过光电阴极传输系统、导入超导射频的光电注入器后,光电阴极的量子效率仍然比当前bERLinPro所需的最大电子束电流高5倍。
柏林亥姆霍兹中心加速器物理研究所负责人Andreas Jankowiak教授认为这一成果对bERLinPro具有重要里程碑式的意义。2019年,bERLinPro将使用新型光电阴极生成第一个电子束。