上海高研院硬線市級(jí)重大專項(xiàng)超導(dǎo)加速模組關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)在疫情期間取得重要進(jìn)展
文章來(lái)源:上海高等研究院 | 發(fā)布時(shí)間:2022-05-01 | 【打印】 【關(guān)閉】
2022年4月底,在因疫情封控一月有余的中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院上海光源園區(qū),超導(dǎo)加速模組總裝測(cè)試大廳內(nèi)工作仍持續(xù)忙碌著。4月29日,4只1.3GHz 9-cell超導(dǎo)高頻腔在順利完成2K溫度下射頻測(cè)試后吊出垂測(cè)杜瓦;4月30日,超導(dǎo)加速模組樣機(jī)完成第二次總裝并移交水平測(cè)試,標(biāo)志著階段工作任務(wù)完成。疫情管控期間,堅(jiān)守在園區(qū)內(nèi)的高研院、上科大硬線項(xiàng)目科研團(tuán)隊(duì)和協(xié)作單位人員,與居家封控線上辦公、異地駐廠的同事及外協(xié)單位通力合作,在上海市發(fā)改委、科創(chuàng)辦、市科委、交通委、上海海關(guān)和中科院上海分院等多部門的大力支持下,在高研院各部門共同努力和支撐保障下,超導(dǎo)模組工作連續(xù)取得多項(xiàng)重要進(jìn)展。
一、9-cell超導(dǎo)高頻腔工藝研發(fā)取得新進(jìn)展
3月中旬以來(lái),模組團(tuán)隊(duì)共完成10多腔次1.3GHz超導(dǎo)腔垂直測(cè)試。其中,由高研院與哈爾濱工業(yè)大學(xué)合作研制的兩支1.3GHz 9-cell超導(dǎo)高頻腔于3月初開始在無(wú)錫超導(dǎo)腔表面處理平臺(tái)完成了電化學(xué)拋光、摻氮等優(yōu)化表面處理,于3月31日通過(guò)疫情期間特別通道由上海三井公司中轉(zhuǎn)運(yùn)送至上海光源園區(qū),并于4月10日和4月25日分別完成兩輪2K垂直測(cè)試。經(jīng)模組測(cè)試團(tuán)隊(duì)和液氦低溫團(tuán)隊(duì)的通力合作,在快速降溫中超導(dǎo)腔頂?shù)鬃畲鬁夭钍状芜_(dá)到85K以上,為超導(dǎo)鈮腔高效磁通排除創(chuàng)造了條件。經(jīng)測(cè)試,兩支超導(dǎo)腔均在保持高品質(zhì)因數(shù)的同時(shí),最大加速梯度取得突破,分別達(dá)到25.5 MV/m和27.4 MV/m,標(biāo)志著硬線項(xiàng)目超導(dǎo)腔摻氮工藝工程技術(shù)指標(biāo)首次得以實(shí)現(xiàn)。


超導(dǎo)腔垂測(cè)現(xiàn)場(chǎng)(上)和兩支1.3GHz 9-cell超導(dǎo)腔射頻性能(下)
二、超導(dǎo)加速模組樣機(jī)第二次總裝順利完成
為提高首臺(tái)超導(dǎo)加速模組樣機(jī)技術(shù)指標(biāo),進(jìn)一步優(yōu)化模組總裝與測(cè)試流程,2022年2月模組團(tuán)隊(duì)開始對(duì)BCP工藝8腔超導(dǎo)加速模組樣機(jī)進(jìn)行第二次總裝和測(cè)試。3月10日,超導(dǎo)腔串超凈組裝和檢測(cè)完成。在開始超凈間外組裝時(shí),突遭新冠疫情管控升級(jí)。為確保總裝工作繼續(xù)進(jìn)行,模組團(tuán)隊(duì)編制了應(yīng)急方案,在硬線加速器總體的統(tǒng)一調(diào)度下,組織高研院、上科大技術(shù)人員和上海安裝公司施工人員堅(jiān)守園區(qū),并協(xié)調(diào)合作單位低溫管路焊接技術(shù)工人于封控前緊急入園。封控期間通過(guò)遠(yuǎn)程協(xié)作等多種方式克服總裝現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)條件和人員配置不足的困難,于4月21日按計(jì)劃完成了模組總裝和驗(yàn)收。截至4月30日,已完成在測(cè)試隧道內(nèi)的模組就位、機(jī)電安裝及在線檢測(cè)等,交付測(cè)試團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備開始模組降溫和性能測(cè)試工作。

超導(dǎo)模組樣機(jī)完成總裝
三、測(cè)試模組實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)
2022年3~4月,模組測(cè)試團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的集中攻關(guān),在單腔測(cè)試模組上首次完成了超導(dǎo)加速模組全流程、全指標(biāo)測(cè)試,獲得了包括射頻(Q0、Eacc、麥克風(fēng)效應(yīng)等)、低溫(靜、動(dòng)態(tài)熱負(fù)載等)、真空和機(jī)械性能參數(shù),確認(rèn)了水平測(cè)試工作站各項(xiàng)功能和指標(biāo),驗(yàn)證了完整的測(cè)試流程,并積累了運(yùn)行和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),測(cè)試團(tuán)隊(duì)還完成了低溫測(cè)試模組(不銹鋼模型腔替代超導(dǎo)腔)的第二次降溫測(cè)試,通過(guò)低溫張力線系統(tǒng)取得了冷質(zhì)量降溫冷縮精確數(shù)據(jù),并首次實(shí)現(xiàn)了八腔模組結(jié)構(gòu)在45K~4.5K區(qū)間的快速降溫。測(cè)試模組各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)按計(jì)劃完成并達(dá)到預(yù)定目標(biāo),為即將于5月初開始的超導(dǎo)加速模組樣機(jī)水平測(cè)試打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
4月28日,通過(guò)多方努力,在中德CHILFEL合作支持下由德國(guó)公司制造的4只9-cell大晶粒超導(dǎo)腔運(yùn)抵上海光源園區(qū);4月30日凌晨,在無(wú)錫平臺(tái)完成表面處理的3只單cell超導(dǎo)腔,以及經(jīng)無(wú)錫創(chuàng)新公司中轉(zhuǎn)的模組總裝測(cè)試重要部件送達(dá)上海光源園區(qū)。
在當(dāng)前硬線市級(jí)重大專項(xiàng)和工程建設(shè)全面推動(dòng)并進(jìn)的重要時(shí)刻,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已安排好新一輪工作計(jì)劃,將繼續(xù)咬緊牙關(guān)、持續(xù)奮戰(zhàn),力爭(zhēng)高質(zhì)量完成節(jié)點(diǎn)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)新的突破。
