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歷時近3年，中國科學(xué)院高能物理研究所完成了我國首臺高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組的研制、總裝和整體調(diào)試，攻克了國家大科學(xué)工程亟須的關(guān)鍵核心技術(shù)，取得世界領(lǐng)先成果。6月5日，“高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組”成果鑒定會在中科院高能所舉行。專家組表示，項目組在高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組研發(fā)上取得了重大突破和創(chuàng)新成果，在國際上率先實現(xiàn)了中溫退火高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)腔模組技術(shù)路線，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，模組性能處于國際領(lǐng)先水平，使我國高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)加速器技術(shù)走在了國際前沿，同意通過成果鑒定。
高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組是當(dāng)前國際先進加速器技術(shù)競爭的制高點，是我國和國際上多個大科學(xué)工程的關(guān)鍵核心設(shè)備，技術(shù)極為復(fù)雜、造價高昂，是加速器領(lǐng)域的國之重器。我國正在建設(shè)及規(guī)劃中的多個重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，如上海硬X射線自由電子激光裝置（SHINE）、深圳中能高重復(fù)頻率X射線自由電子激光裝置（S3FEL）、未來高能環(huán)形正負(fù)電子對撞機（CEPC）等，都需要大量的高品質(zhì)因數(shù)1.3 GHz超導(dǎo)加速模組，亟待攻克這一關(guān)鍵核心技術(shù)并實現(xiàn)國產(chǎn)化。
中科院高能所項目團隊在該所研究員潘衛(wèi)民的帶領(lǐng)下，繼2020年在國際上首次改進中溫退火工藝，并成功實現(xiàn)1.3 GHz 9-cell超導(dǎo)腔的中溫退火工藝后，又實現(xiàn)了比摻氮工藝更為先進的中溫退火高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)腔模組技術(shù)路線，創(chuàng)造了超導(dǎo)加速器品質(zhì)因數(shù)的世界紀(jì)錄，滿足了我國相關(guān)大科學(xué)工程的迫切需求。
在模組研制過程中，項目團隊共進行了兩次模組組裝和數(shù)次降溫測試，反復(fù)摸索并攻克了在腔串潔凈組裝、模組總裝集成、降溫和老練測試中遇到的諸多技術(shù)難題，并進行了多項模組結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進和工藝創(chuàng)新，形成了一套完整的組裝規(guī)范流程，培養(yǎng)了一支高水平的技術(shù)隊伍，為未來模組批量研制奠定了重要基礎(chǔ)。
專家組表示，中科院高能所在國際上首次成功研制了中溫退火工藝1.3 GHz超導(dǎo)加速模組。模組總腔壓和總熱負(fù)荷及8只1.3 GHz 9-cell超導(dǎo)腔的平均加速梯度和品質(zhì)因數(shù)性能，滿足了大連先進光源的超導(dǎo)加速模組設(shè)計要求，也超過了美國直線相干光源二期項目（LCLS-II）及其能量升級項目（LCLS-II-HE）的超導(dǎo)加速模組設(shè)計指標(biāo)，這是國際目前的最高設(shè)計指標(biāo)；超導(dǎo)腔平均品質(zhì)因數(shù)優(yōu)于LCLS-II-HE的摻氮工藝批量超導(dǎo)加速模組性能。
專家組認(rèn)為，該模組的成功研制，標(biāo)志著中溫退火工藝穩(wěn)定可靠、易于實現(xiàn)，可作為未來高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)加速器的主要技術(shù)路線。該成果為我國建設(shè)國際領(lǐng)先的連續(xù)波電子加速器完成了高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)腔及模組關(guān)鍵技術(shù)和樣機驗證，具有重大的實際意義和廣闊的應(yīng)用前景。
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