上海高研院硬線市級重大專項超導加速模組關鍵技術研發(fā)在疫情期間取得重要進展
文章來源:上海高等研究院 | 發(fā)布時間:2022-05-01 | 【打印】 【關閉】
2022年4月底,在因疫情封控一月有余的中國科學院上海高等研究院上海光源園區(qū),超導加速模組總裝測試大廳內(nèi)工作仍持續(xù)忙碌著。4月29日,4只1.3GHz 9-cell超導高頻腔在順利完成2K溫度下射頻測試后吊出垂測杜瓦;4月30日,超導加速模組樣機完成第二次總裝并移交水平測試,標志著階段工作任務完成。疫情管控期間,堅守在園區(qū)內(nèi)的高研院、上科大硬線項目科研團隊和協(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,超導模組工作連續(xù)取得多項重要進展。
一、9-cell超導高頻腔工藝研發(fā)取得新進展
3月中旬以來,模組團隊共完成10多腔次1.3GHz超導腔垂直測試。其中,由高研院與哈爾濱工業(yè)大學合作研制的兩支1.3GHz 9-cell超導高頻腔于3月初開始在無錫超導腔表面處理平臺完成了電化學拋光、摻氮等優(yōu)化表面處理,于3月31日通過疫情期間特別通道由上海三井公司中轉(zhuǎn)運送至上海光源園區(qū),并于4月10日和4月25日分別完成兩輪2K垂直測試。經(jīng)模組測試團隊和液氦低溫團隊的通力合作,在快速降溫中超導腔頂?shù)鬃畲鬁夭钍状芜_到85K以上,為超導鈮腔高效磁通排除創(chuàng)造了條件。經(jīng)測試,兩支超導腔均在保持高品質(zhì)因數(shù)的同時,最大加速梯度取得突破,分別達到25.5 MV/m和27.4 MV/m,標志著硬線項目超導腔摻氮工藝工程技術指標首次得以實現(xiàn)。
超導腔垂測現(xiàn)場(上)和兩支1.3GHz 9-cell超導腔射頻性能(下)
二、超導加速模組樣機第二次總裝順利完成
為提高首臺超導加速模組樣機技術指標,進一步優(yōu)化模組總裝與測試流程,2022年2月模組團隊開始對BCP工藝8腔超導加速模組樣機進行第二次總裝和測試。3月10日,超導腔串超凈組裝和檢測完成。在開始超凈間外組裝時,突遭新冠疫情管控升級。為確保總裝工作繼續(xù)進行,模組團隊編制了應急方案,在硬線加速器總體的統(tǒng)一調(diào)度下,組織高研院、上科大技術人員和上海安裝公司施工人員堅守園區(qū),并協(xié)調(diào)合作單位低溫管路焊接技術工人于封控前緊急入園。封控期間通過遠程協(xié)作等多種方式克服總裝現(xiàn)場技術條件和人員配置不足的困難,于4月21日按計劃完成了模組總裝和驗收。截至4月30日,已完成在測試隧道內(nèi)的模組就位、機電安裝及在線檢測等,交付測試團隊準備開始模組降溫和性能測試工作。
超導模組樣機完成總裝
三、測試模組實驗達到預定目標
2022年3~4月,模組測試團隊經(jīng)過一個多月的集中攻關,在單腔測試模組上首次完成了超導加速模組全流程、全指標測試,獲得了包括射頻(Q0、Eacc、麥克風效應等)、低溫(靜、動態(tài)熱負載等)、真空和機械性能參數(shù),確認了水平測試工作站各項功能和指標,驗證了完整的測試流程,并積累了運行和測試經(jīng)驗。同時,測試團隊還完成了低溫測試模組(不銹鋼模型腔替代超導腔)的第二次降溫測試,通過低溫張力線系統(tǒng)取得了冷質(zhì)量降溫冷縮精確數(shù)據(jù),并首次實現(xiàn)了八腔模組結(jié)構(gòu)在45K~4.5K區(qū)間的快速降溫。測試模組各項實驗任務按計劃完成并達到預定目標,為即將于5月初開始的超導加速模組樣機水平測試打下了堅實基礎。
4月28日,通過多方努力,在中德CHILFEL合作支持下由德國公司制造的4只9-cell大晶粒超導腔運抵上海光源園區(qū);4月30日凌晨,在無錫平臺完成表面處理的3只單cell超導腔,以及經(jīng)無錫創(chuàng)新公司中轉(zhuǎn)的模組總裝測試重要部件送達上海光源園區(qū)。
在當前硬線市級重大專項和工程建設全面推動并進的重要時刻,項目團隊已安排好新一輪工作計劃,將繼續(xù)咬緊牙關、持續(xù)奮戰(zhàn),力爭高質(zhì)量完成節(jié)點目標,實現(xiàn)新的突破。