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我所“973计划”洁净核能项目RFQ加速器建造取得重大进展


加速器驱动洁净核能系统(ADS)的强流质子加速器是ADS系统的核心装置之一,低能段的射频四极加速器(RFQ)是其中的技术新、难度大的部分,世界上开展强流质子加速器研究的实验室,无不把RFQ的研制作为前期R&D的主要课题。我所加速器中心质子组自主设计建造了我国第一台强流RFQ加速器,其设计技术指标超过美国散裂中子源和日本J-PARC的RFQ加速器,列居世界前列(能量3.5MeV,平均流强3mA)。目前,这台RFQ加速器已经完成安装和真空预抽(已达到5*10-5Pa),并开始进行高频老练(已达到120kW)。(左图:高导无氧铜RFQ加速器腔体 右图:安装在我所1号厅隧道中的RFQ加速器)

在该RFQ加速器的研制中,质子组采取跳跃式发展的创新技术路线,节省了大量时间和经费;提出了新的物理设计思想,在保持高性能指标的前提下,降低了制造难度;与国内高校、高技术厂家合作,开发出了高精尖的工艺技术,攻克了一系列关键技术难题,打出了准直精度要求很高的细长深孔,1.2米长高导无氧铜工件加工精度达到±30μm,1.2米长焊接面在氢炉中垂直钎焊做到了真空不漏、腔体无形变;在所领导的大力支持下,利用国际合作渠道,该课题组从CERN获得了价值上千万元的射频功率源系统,课题组克服了缺少技术资料等困难,自己安装、改造了此功率源系统,脉冲输出功率达到800kW,完全满足RFQ加速器的功率需求。 该课题组还建造了加速器的辅助系统,包括真空、水冷、控制等系统。所内通用运行部、国有资产处、加速器中心真空组、准直组等单位在RFQ加速器的建造中提供了良好的服务和支持。

9月18日,科技部组织了专家对该课题进行了结题验收,专家组经认真讨论认为:该课题自主设计建设了强流RFQ加速器,为开展强流束物理研究创造了条件;同时,也使我国掌握了强流RFQ加速器的核心技术。它的成功建成,标志着我国在ADS研究中迈出了重要的一步,也是我国在强流质子直线加速器领域的第一步,为我国散裂中子源项目的立项起到了积极的推动作用;另一方面,它也使我国在国际上相关领域占有一席之地,具有一定的国际影响力。

(加速器中心 供稿)

 

 

 

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