中國成功研制國際首支P波段大功率超構(gòu)材料速調(diào)管
作為中國散裂中子源直線加速器射頻功率源系統(tǒng)的核心設備，P波段大功率速調(diào)管為直線加速器束流提供能量和動力，相當于汽車發(fā)動機，此前全部依賴進口。2021年以來，中國散裂中子源加速器射頻團隊聯(lián)合電子科技大學段兆云研究小組、中國科學院高能所環(huán)形正負電子對撞機速調(diào)管團隊及昆山國力電子科技股份有限公司研究院速調(diào)管研究室，共同開展P波段324兆赫茲速調(diào)管研制。
研制項目組首次提出采用諧振腔加載超構(gòu)材料技術(shù)設計324兆赫茲大功率速調(diào)管，經(jīng)過4年多技術(shù)攻關完成研發(fā)和加工制造，并于近日在中國散裂中子源現(xiàn)場完成設備高功率測試，結(jié)果表明，關鍵技術(shù)指標全部達到設計要求，并在峰值2.5兆瓦功率順利通過48小時長期穩(wěn)定性測試。據(jù)悉，該速調(diào)管計劃于2026年9月正式上線應用。
中國散裂中子源直線加速器首支緊湊型P波段大功率超構(gòu)材料速調(diào)管。(中國科學院高能所 供圖)
中國散裂中子源直線加速器首支緊湊型P波段大功率超構(gòu)材料速調(diào)管項目驗收會，7日在中國科學院高能所東莞研究部的中國散裂中子源園區(qū)舉行，驗收組聽取項目組的研制和測試匯報，對324兆赫茲超構(gòu)材料速調(diào)管48小時穩(wěn)定工作實驗數(shù)據(jù)進行審核認定，認為關鍵技術(shù)指標滿足要求，一致通過現(xiàn)場驗收。
業(yè)內(nèi)專家表示，作為國際首支成功研制的P波段大功率超構(gòu)材料速調(diào)管，其在大科學裝置、醫(yī)療及其他工業(yè)領域具有廣闊應用前景。中國散裂中子源研制的324兆赫茲超構(gòu)材料速調(diào)管此次順利通過驗收，既是中國在該領域從依賴進口到自主創(chuàng)新的關鍵跨越，也彰顯中國在高端射頻器件研發(fā)領域的核心實力。
中國科學院高能所副所長、中國散裂中子源二期工程總指揮王生指出，324兆赫茲超構(gòu)材料速調(diào)管應用超構(gòu)材料等前沿技術(shù)，在主要技術(shù)指標達到國際先進水平的前提下，腔串結(jié)構(gòu)體積相比國外同類裝置減少約50%，不但降低了造價，也是P波段大功率速調(diào)管技術(shù)一次質(zhì)的飛躍。
近年來，中國散裂中子源不斷提升自主創(chuàng)新能力，開展大量關鍵技術(shù)攻關并取得重要進展，通過與中國高科技企業(yè)聯(lián)合攻關，還成功研制氫閘流管和金屬陶瓷四極管等設備，性能均達到國際先進水平。目前，中國散裂中子源加速器關鍵核心設備已全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。
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