C波段20单元低温铜加速结构实现128.5MV/m加速梯度
近日，中国科学院高能物理研究所（简称“高能所”）加速器中心直线组微波技术团队，成功研制出工作于77K温度环境的20单元C波段低温铜平行耦合加速结构，实测加速梯度达到128.5 MV/m，标志着我国在高梯度加速结构技术领域实现突破。
这一核心性能指标于2025年11月24日在中国散裂中子源（广东东莞）的高功率测试中得到验证。测试数据显示，该加速结构在77K低温工况、输入功率32.45 MW、脉冲宽度2.5μs条件下，加速梯度达到128.5 MV/m。由中国科学院上海高等研究院、中国科学院近代物理研究所、北京大学、中国科学技术大学等单位7位专家组成的测试组，现场确认了这一突破性成果。本课题的顺利开展得益于多个团队的合作，包括加速器中心射频超导与低温组、机械组，以及东莞研究部直线射频组与低温组。高能所东莞研究部在测试场地、配套设备等方面提供了有力支撑，为实验顺利开展提供了坚实保障。
作为下一代紧凑型直线加速器的核心部件，该加速结构可显著压缩加速器的物理长度，为同步辐射光源、自由电子激光、粒子对撞机等大科学装置和医疗及工业应用加速器的小型化、国产化提供核心技术支撑。同时，团队在此次研制中形成的高功率测试方案与数据积累，也为同类加速结构的性能验证提供了可借鉴的宝贵经验。此项工作受王贻芳科学家工作室支持。
图1： 20单元加速结构实物和高功率测试台屏蔽体内低温模组
图2：C波段高功率测试台调制器和速调管
图3：测试评审会现场
图4：利用定向耦合器测试给出的前向波（红色）和反向波（蓝色）的波形
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