中科院上海高研院硬X射线自由电子激光装置首台高Q超导加速模组样机研制取得重大进展

2023-03-07 17:01

近期，中科院上海高研院承担的硬X射线自由电子激光装置（SHINE）市级重大专项首台高品质因数（Q）工艺八腔超导加速模组样机完成了初步水平测试，模组稳定运行总腔压大于136MV，运行在128MV时八腔平均Q值超过2E＋10。2023年元旦后，项目团队开展了模组快速降温研究，测得模组超导腔Q值与槽腔垂测值相当，表明高Q性能得到了良好保持。这是继2022年中缓冲化学抛光（BCP）工艺八腔超导加速模组水平测试之后，取得的又一次重大进展，是项目超导加速模组研制进程中一个新的里程碑。

高Q超导加速模组是整个SHINE项目最具挑战的大型关键设备之一，其高Q值对应低功耗，意味着较低的运行成本。作为国内首台高Q工艺1．3GHz八腔超导加速模组，该模组装配了经过掺氮／中温烘烤先进工艺处理后的超导高频腔，Q值较传统处理工艺超导腔有了显著的提高，但同时也对周围剩磁、磁通排除等提出了苛刻的要求。

得益于前期BCP工艺八腔超导模组等研制打下的基础，本台高Q模组于2022年9月初备齐了8支高Q超导腔，9月底完成了恒温器消磁， 11月中旬完成模组总装，在完成常温射频功率老炼后，于11月下旬顺利降温到2K。该模组在2022年11月底完成了超导四极铁24小时25A的长时间通电测试，12月初开始了低温下的射频功率老炼与元件性能测试，之后经过复温、重新降温后于12月30日首次测得模组整机射频性能。2023年春节前，研制团队已开始模组快速降温排磁通研究，进一步的性能优化与详细的测试正在进行中。