高能同步辐射光源超导腔垂直测试性能达标
时间 : 2022-06-17     

近日,高能同步辐射光源(HEPS)加速器部高频系统张沛研究团队研制的166 MHz超导腔和500 MHz超导腔在先进光源技术研发与测试平台(PAPS)成功完成了低温下的垂直测试,结果优于HEPS的设计指标,为下一步超导槽腔的研制和超导腔的批量制造奠定了坚实的基础。   

测试结果表明:在4.2 K温度下,166 MHz超导腔的加速电压达到1.5 MV时,其品质因数Q0值超过3.8E+9;500MHz超导腔的加速电压达到2.0 MV时,其品质因数Q0值超过3.0E+9。两个频段的超导腔均采用缓冲化学抛光(BCP)处理,测试结果均优于HEPS的设计指标。  

166 MHz超导腔是国际上首台用于加速光速粒子(beta=1)的四分之一波长(QWR)主动型超导腔,具有结构复杂、高阶模式频率低、微波功率高等挑战。在2017-2019年HEPS-TF阶段成功研制的超导原型腔的基础上,新腔采用扩大束管实现腔内高阶模式深度抑制的全新设计方案,以满足储存环严格的阻抗要求。设计上,在保持腔结构紧凑的同时,实现了高频参数和机械参数的优化;在制造过程中,与北京高能锐新公司的技术人员联合攻关,解决了大尺寸复杂结构加工和焊接的一系列技术难题;在腔的后处理过程中,成功消除了复杂腔体结构中酸液流速不均导致的酸洗纹路,大幅改善了超导腔的内表面质量。  

500 MHz超导腔在BEPCII备用腔成功研制的基础上,根据HEPS的要求进行了机械结构的进一步优化。与北京高能锐新公司的技术人员联合攻关,解决了大尺寸椭球腔冲压、焊接等一系列技术难题;在腔的后处理过程中,与宁夏东方超导公司的技术人员进行联合攻关,通过细致的仿真计算和多轮实验验证,最终确定了优化的酸洗结构,显著改善了超导腔的内表面质量。

  
HEPS 166 MHz超导腔和500 MHz超导腔垂直测试结果 
HEPS 166 MHz超导腔和500 MHz超导腔垂直测试结果 

原文链接:http://www.ihep.cas.cn/xwdt/gnxw/2022/202206/t20220616_6462219.html