近日，國(guó)內(nèi)首臺(tái)高功率高梯度磁合金加載腔在中國(guó)散裂中子源正式投入運(yùn)行，該設(shè)備通過(guò)縱向操控增大聚束因子降低空間電荷效應(yīng)，對(duì)束流主要參數(shù)優(yōu)化發(fā)揮重要作用，驗(yàn)證了中國(guó)散裂中子源二期束流功率提升的關(guān)鍵技術(shù)路線。
高功率高梯度磁合金加載腔是中國(guó)散裂中子源二期（CSNS-II）中必須突破的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)長(zhǎng)期遭國(guó)外封鎖。高能所東莞研究部加速器技術(shù)部李曉團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近十年預(yù)研，從基礎(chǔ)材料和基本工藝著手，在國(guó)產(chǎn)高功率高梯度磁合金加載腔的研制上取得重大成果，其中磁環(huán)最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)uQf值達(dá)到13GHz@3MHz，比目前國(guó)際上公開(kāi)報(bào)道的最高性能指標(biāo)提高約30%。2021年9月完成磁合金加載腔高功率測(cè)試，加速梯度達(dá)到40.76kV/m，處于國(guó)際先進(jìn)水平。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了3000小時(shí)以上的穩(wěn)定性測(cè)試，驗(yàn)證了磁合金加載腔長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性，并于2022年8月中國(guó)散裂中子源暑期檢修期間完成了設(shè)備安裝正式投入運(yùn)行。
在高功率高梯度磁合金加載腔的研制過(guò)程中，包括鐵基納米晶合金在內(nèi)的基礎(chǔ)材料全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，磁環(huán)制備、腔體設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控?？蒲腥藛T成功研發(fā)了高絕緣低應(yīng)力的SiO2涂層技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了2um厚度250V耐壓的均勻涂覆。相關(guān)研究成果在高功率強(qiáng)流質(zhì)子/重離子加速器、FFAG加速器、脈沖感應(yīng)型加速器以及粒子治療加速器等方向有廣泛的應(yīng)用前景。
該項(xiàng)目獲得了中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)培育項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)和國(guó)家自然科學(xué)基金（11175194，11875270，U1832210）項(xiàng)目的資助。中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所、硅酸鹽研究所，中國(guó)鋼鐵研究院，安泰科技股份有限公司，浙江晶芯磁業(yè)有限公司，合肥科燁電物理設(shè)備制造有限公司，北京航天廣通科技有限公司等相關(guān)單位參與了本項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。
高功率高梯度磁合金加載腔
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