中國科學院近代物理研究所傳來振奮人心的消息，我國在高超導加速技術領域取得了重大突破。該所成功研發(fā)出國內首套銅鈮復合腔高穩(wěn)定超導加速單元，并順利通過了全面的測試驗證。
這一超導加速單元的核心部件由9支半波長型銅鈮復合超導腔構成。在極端低溫4.2K的測試條件下，這些超導腔的表面電場峰值平均達到了35 MV/m，表現(xiàn)出色。更其腔體頻率洛倫茲失諧系數(shù)和氦壓敏感系數(shù)分別低至-4.9 Hz/（MV/m）2和-2.9 Hz/mbar，相較于傳統(tǒng)的純鈮超導腔單元，這兩項關鍵指標分別優(yōu)化了50%和15%，整體性能顯著提升。
超導直線加速器在兆瓦級高功率離子束應用中，如高通量中子源、中微子源和繆子源等領域，發(fā)揮著不可替代的作用。然而，傳統(tǒng)純鈮超導腔的長期運行穩(wěn)定性和可靠性問題一直是制約其發(fā)展的瓶頸。為了解決這一難題，研發(fā)團隊另辟蹊徑，采用了全新的復合材料技術路線。
經(jīng)過長達5年的不懈努力，研發(fā)團隊成功克服了銅鈮界面材料互溶困難、復雜曲面高品質厚銅層覆蓋等技術挑戰(zhàn)，實現(xiàn)了射頻超導技術與增材制造技術的深度融合。這一創(chuàng)新不僅驗證了銅鈮復合腔在提高超導加速器運行穩(wěn)定性方面的獨特優(yōu)勢，還顯著提升了其環(huán)境適應性和成本效益。
與依賴昂貴2K液氦制冷系統(tǒng)的傳統(tǒng)純鈮超導腔相比，銅鈮復合腔超導加速單元能夠在4.2K液氦環(huán)境中穩(wěn)定運行，大大降低了制冷成本。這一突破為超導加速器的工業(yè)化應用開辟了新的道路，提供了更加經(jīng)濟高效的技術解決方案。
據(jù)中國科學院近代物理研究所的專家介紹，銅鈮復合腔超導加速單元的成功研制，標志著我國在超導加速技術領域邁出了重要一步。這一成果不僅將推動高通量粒子源技術的發(fā)展，還將為相關領域的研究和應用提供強有力的支持。
隨著銅鈮復合腔超導加速單元的逐步推廣和應用，我國在高能物理、材料科學、醫(yī)學等領域的研究水平有望得到進一步提升。同時，這一技術的突破也將為我國的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級注入新的動力。
未來，中國科學院近代物理研究所將繼續(xù)深化超導加速技術的研究和探索，不斷推動相關領域的發(fā)展和創(chuàng)新。同時，也將積極尋求與國際同行的合作與交流，共同推動全球超導加速技術的進步和發(fā)展。
