中科院上海高研院重大激光裝備項目再獲裏程碑

近期，中科院上海高研院承擔的硬X射線自由電子激光裝置（SHINE）市級重大專項首台高品質因數（Q）工藝八腔超導加速模組樣機完成了初步水平測試，模組穩定運行總腔壓大於136MV，運行在128MV時八腔平均Q值超過2E+10。2023年元旦後，項目團隊開展了模組快速降溫研究，測得模組超導腔Q值與槽腔垂測值相當，表明高Q性能得到了良好保持。這是繼2022年中緩衝化學拋光（BCP）工藝八腔超導加速模組水平測試之後，取得的又一次重大進展，是項目超導加速模組研製進程中一個新的裏程碑。

圖1 水平測試中的高Q工藝八腔超導加速模組

高Q超導加速模組是整個SHINE項目最具挑戰的大型關鍵設備之一，其高Q值對應低功耗，意味著較低的運行成本。作為國內首台高Q工藝1.3GHz八腔超導加速模組，該模組裝配了經過摻氮/中溫烘烤先進工藝處理後的超導高頻腔，Q值較傳統處理工藝超導腔有了顯著的提高，但同時也對周圍剩磁、磁通排除等提出了苛刻的要求。

圖2 高Q超導加速模組測試現場人員合影

得益於前期BCP工藝八腔超導模組等研製打下的基礎，本台高Q模組於2022年9月初備齊了8支高Q超導腔，9月底完成了恒溫器消磁， 11月中旬完成模組總裝，在完成常溫射頻功率老煉後，於11月下旬順利降溫到2K。該模組在2022年11月底完成了超導四極鐵24小時25A的長時間通電測試，12月初開始了低溫下的射頻功率老煉與元件性能測試，之後經過複溫、重新降溫後於12月30日首次測得模組整機射頻性能。2023年春節前，研製團隊已開始模組快速降溫排磁通研究，進一步的性能優化與詳細的測試正在進行中。

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