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          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在疫情期間取得重要進展

          文章來源:上海高等研究院  |  發布時間:2022-05-01  |  【打印】 【關閉

            

            20224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,超導加速模組總裝測試大廳內工作仍持續忙碌著。429日,41.3GHz 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;430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,堅守在園區內的高研院、上科大硬線項目科研團隊和協作單位人員,與居家封控線上辦公、異地駐廠的同事及外協單位通力合作,在上海市發改委、科創辦、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,超導模組工作連續取得多項重要進展。 

            一、9-cell超導高頻腔工藝研發取得新進展 

            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、摻氮等優化表面處理,于331日通過疫情期間特別通道由上海三井公司中轉運送至上海光源園區,并于410日和425日分別完成兩輪2K垂直測試。經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底最大溫差首次達到85K以上,為超導鈮腔高效磁通排除創造了條件。經測試,兩支超導腔均在保持高品質因數的同時,最大加速梯度取得突破,分別達到25.5 MV/m27.4 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。 

            

            

            超導腔垂測現場(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,進一步優化模組總裝與測試流程,20222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。310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??傃b工作繼續進行,模組團隊編制了應急方案,在硬線加速器總體的統一調度下,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,并協調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作等多種方式克服總裝現場技術條件和人員配置不足的困難,于421日按計劃完成了模組總裝和驗收。截至430日,已完成在測試隧道內的模組就位、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 

            202234月,模組測試團隊經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、動態熱負載等)、真空和機械性能參數,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取得了冷質量降溫冷縮精確數據,并首次實現了八腔模組結構在45K4.5K區間的快速降溫。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。 

            428日,通過多方努力,在中德CHILFEL合作支持下由德國公司制造的49-cell大晶粒超導腔運抵上海光源園區;430日凌晨,在無錫平臺完成表面處理的3只單cell超導腔,以及經無錫創新公司中轉的模組總裝測試重要部件送達上海光源園區。 

            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,將繼續咬緊牙關、持續奮戰,力爭高質量完成節點目標,實現新的突破。 

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