《1.3GHz超导腔研发获新进展》

  • 来源专题:中科院亮点监测
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2019-04-06
  • 在北京先进光源技术研发与测试平台(PAPS)与上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)的关键样机研制中,中国科学院高能物理研究所在高性能(高Q值、高梯度)超导腔的研发上持续攻关。经过深入细致优化超导腔的加工工艺及流程和制造环节、完善超导腔表面处理及测试技术,在2018年年末之际,1.3GHz 9-cell超导腔(细晶串腔)及1.3GHz 1-cell超导腔(细晶单腔)的研制再获新进展。

      研制完成的两只1.3GHz 9-cell超导腔,经2.0K垂测,均达到了SHINE关键样机的非掺氮超导腔的技术指标上限。其中,1300-N001超导腔加速梯度Eacc达到18.5MV/m,在16MV/m的加速梯度下,Q0达到1.5×1010,较高能所研制的1.3GHz 9-cell超导腔的品质因数提高了约50%。此外,两只超导腔垂直测试中均无明显辐射剂量,标志着洁净间组装技术达到国际先进水平。

      同时,对1.3GHz 1-cell超导腔进行了掺氮(N-doping)实验,垂测结果达到3.3 ×1010@18MV/m,Q值比掺氮前提高了1倍。这是国产超导腔(细晶单腔)第一次达到SHINE的设计指标(2.7×1010@16MV/m)。此外,测试过程中观察到了明显的anti-Q-slope现象,即超导腔的Q值随加速梯度Eacc的升高而变大,这是1.3GHz超导腔进行掺氮后的典型现象。

      下一步将总结和进一步优化研制工艺步骤并固化流程,同时采取EP及掺氮等手段进一步提高1.3GHz 9-cell超导腔的Q值及加速梯度,以最终达到工程的大批量、高性能需求。

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