6月8日消息,據(jù)媒體報道,由中國科學院高能物理研究所(高能所)牽頭研制的國際首支P波段大功率超構材料速調(diào)管,在中國散裂中子源(CSNS,位于廣東東莞)園區(qū)順利通過驗收,標志著我國在大功率速調(diào)管領域取得重大突破,實現(xiàn)了該核心器件從依賴進口到自主創(chuàng)新的關鍵跨越。
P波段大功率速調(diào)管是CSNS直線加速器射頻功率源系統(tǒng)的核心設備,其作用如同汽車的“發(fā)動機”,為加速器束流提供能量和動力。此前,此類設備完全依賴進口。
為突破“卡脖子”技術,2021年起,中國散裂中子源加速器射頻團隊聯(lián)合電子科技大學段兆云研究小組、高能所CEPC(環(huán)形正負電子對撞機)速調(diào)管團隊以及昆山國力電子科技股份有限公司研究院速調(diào)管研究室,共同啟動P波段324兆赫茲(MHz)大功率速調(diào)管的研制工作。
研制項目組首次提出采用諧振腔加載超構材料技術設計324兆赫茲大功率速調(diào)管,經(jīng)過4年多技術攻關完成研發(fā)和加工制造,并于近日在中國散裂中子源現(xiàn)場完成設備高功率測試。
結果表明,關鍵技術指標全部達到設計要求,輸出脈沖峰值功率超過3.0兆瓦(MW)、射頻脈沖寬度650微秒(μs)、重復頻率25赫茲,并在峰值2.5兆瓦功率順利通過48小時長期穩(wěn)定性測試。據(jù)悉,該速調(diào)管計劃于2026年9月正式上線應用。
中國科學院高能所副所長、CSNS二期工程總指揮王生強調(diào),該324兆赫茲超構材料速調(diào)管成功應用了超構材料等前沿技術,在主要技術指標達到國際先進水平的同時,實現(xiàn)了腔串結構體積相比國外同類裝置減少約50%。
近年來,中國散裂中子源不斷提升自主創(chuàng)新能力,在關鍵核心技術攻關上取得系列重要進展。通過與國內(nèi)高科技企業(yè)聯(lián)合攻關,已成功研制出性能達國際先進水平的氫閘流管、金屬陶瓷四極管等設備。此外,在一期工程中,包括氦3中子探測器、中子導管、費米中子斬波器、中子極化器等關鍵設備的自主化研制也均取得突破。