11月19日，全市科技大會暨科學技術獎勵大會在北京會議中心舉行，會上公布了2023年度北京市科學技術獎獎勵名單，由中國科學院高能物理研究所提名的“大型粒子加速器多頻段高性能超導腔系統(tǒng)自主創(chuàng)新研發(fā)及工程應用”項目榮獲北京市科學技術進步獎一等獎。
射頻超導腔是大型加速器的核心，其作用是加速帶電粒子達到目標能量和流強，也稱之為加速器的“心臟”或“發(fā)動機”。采用超導腔是國際上大型加速器的發(fā)展趨勢，因其顯著優(yōu)勢，在世界上運行和籌建中的基于高能強流粒子加速器的大科學裝置幾乎都采用了超導腔系統(tǒng)，如各類先進光源、對撞機等。然而，高性能超導腔技術極具挑戰(zhàn)性，是國際上競相發(fā)展的前沿技術。經過十余年的攻關，高能所潘衛(wèi)民研究員團隊自主研發(fā)了覆蓋主要頻段的超導腔，提出并實施了創(chuàng)新思想及方案，取得了一系列國際領先的創(chuàng)新成果。
該團隊提出了將中溫退火技術應用于國內外使用最為廣泛的1.3 GHz 9-cell超導腔的創(chuàng)新思想，并成功用于超導腔的具體研發(fā)中，最終1.3 GHz 9-cell和650 MHz兩種超導腔在性能方面取得了重大突破和創(chuàng)新成果，超導腔品質因數(shù)測試結果處于國際領先，超導腔加速梯度測試結果達到國際一流水平，在國際上產生了重要影響。這項成果具有完全自主知識產權，使我國高性能超導腔技術跨入世界前列，而且已用于我國基于高品質因數(shù)超導腔的加速器建造，被我國的高重頻自由電子激光裝置和大型環(huán)形正負電子對撞機（CEPC）以及國外超導加速器設計方案所采用。
團隊自主研發(fā)的國內首個500 MHz超導高頻腔系統(tǒng)，性能指標達世界領先，并成功應用于北京正負電子對撞機（BEPCII）上替代了原進口超導腔，現(xiàn)已長期穩(wěn)定運行7年。這是國內唯一一套用于大科學裝置長期穩(wěn)定運行的國產超導腔系統(tǒng)，標志著我國已全面掌握了500 MHz超導腔系統(tǒng)的相關技術，擁有完全自主知識產權，令我國躋身于世界少數(shù)能夠研制此類超導腔的國家之列。累積的經驗后來被應用在極低β 強流連續(xù)束325 MHz輪輻型質子超導腔的研發(fā)中，成功研制了世界首臺極低β 輪輻超導腔及強流連續(xù)束質子加速器，被國外稱之為重要里程碑，有力支撐了加速器驅動嬗變裝置、散裂中子源二期等大科學裝置的建設。
該成果發(fā)表論文60余篇，獲專利10余項。多項核心技術已應用于國內外基于加速器的大科學裝置中，特別是在懷柔科學城最大的國家科學基礎設施高能同步輻射光源(HEPS)和北京市首批五個交叉平臺之一“先進光源研發(fā)與測試平臺(PAPS)”中，超導腔系統(tǒng)技術得到了充分的應用和創(chuàng)新發(fā)展，提升了懷柔科學城的科技實力和國際影響力，并建設了一支經驗豐富、具有創(chuàng)新思想和能力的專業(yè)技術隊伍。
獲獎證書
1.3 GHz 9-cell超導腔
650 MHz超導腔
8×1.3 GHz 9-cell 超導腔模組
BEPC-II 500MHz超導腔模組
ADS 325 MHz 輪輻型超導腔模組
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