我国首套铜铌复合腔 高稳定超导加速单元通过测试
来源：科技日报 发布时间：2025-01-07 09:10:32
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【成果播报】
科技日报讯 （记者颉满斌）1月1日，记者从中国科学院近代物理研究所获悉，该所自主研制的我国首套铜铌复合腔高稳定超导加速单元成功通过各项测试，标志着我国面向高可靠应用的铜铌复合超导腔技术取得突破性进展。
一直以来，超导直线加速器在高通量的中子源、中微子源、缪子源等兆瓦级高功率离子束应用中具有显著优势。然而，传统纯铌超导腔在长期运行稳定性和可靠性方面存在不足，制约其发展。
针对上述问题，研发团队提出了新的复合材料技术路线，历经5年多时间成功攻克铜铌界面材料难以互溶、复杂曲表面覆高品质厚铜层等多个技术难题，有力推动了射频超导技术与增材制造技术的深度融合。
该超导加速单元由9支半波长形铜铌复合超导腔组成。在4.2K（1K=-272.15℃）的低温测试环境中，铜铌复合超导腔的平均表面峰值电场、平均腔体频率洛伦兹失谐系数和平均腔体频率氦压敏感系数等各项性能显著优于纯铌超导腔加速单元。
一方面，研发团队充分验证了复合材料在提高超导加速器运行稳定性方面的优势；另一方面，与依赖昂贵2K液氦系统进行制冷的传统纯铌超导腔相比，铜铌复合腔超导加速单元展现出在运行环境适应性和成本控制方面的优势。它能够在4.2K液氦环境下稳定运行，大幅降低了超导加速单元的制冷成本，为超导加速器的工业化应用提供了更为经济高效的技术方案。
据介绍，该成果将有力提升我国在超导加速器领域的技术水平，为基于射频超导加速器的大科学装置建设提供高性价比、高可靠性技术方案。
