中新網北京6月8日電 (記者 孫自法)中國科學院高能物理研究所(高能所)6月8日向媒體發(fā)布消息說，該所建于廣東的大科學裝置中國散裂中子源(CSNS)，最新研制成功國際首支P波段大功率超構材料速調管，標志著中國在大功率速調管創(chuàng)新研究基礎上實現(xiàn)又一次重大突破。
產學研合作歷時4年多技術攻關
P波段大功率速調管是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，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)合電子科技大學電子科學與工程學院段兆云研究小組、中國科學院高能所環(huán)形正負電子對撞機(CEPC)速調管團隊及昆山國力電子科技股份有限公司研究院速調管研究室，共同開展P波段324兆赫茲(MHz)速調管研制。
中國散裂中子源直線加速器首支緊湊型P波段大功率超構材料速調管。中國科學院高能所 供圖研制項目組首次提出采用諧振腔加載超構材料技術設計324兆赫茲大功率速調管，經過4年多技術攻關完成研發(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，結果表明，關鍵技術指標全部達到設計要求，輸出脈沖峰值功率超過3.0兆瓦(MW)、射頻脈沖寬度650微秒(μs)、重復頻率25赫茲，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，該速調管計劃于2026年9月正式上線應用。
關鍵技術指標滿足要求通過驗收
中國散裂中子源直線加速器首支緊湊型P波段大功率超構材料速調管項目驗收會，6月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324兆赫茲超構材料速調管48小時穩(wěn)定工作實驗數(shù)據(jù)進行審核認定，認為關鍵技術指標滿足要求，一致通過現(xiàn)場驗收。
驗收組專家進行現(xiàn)場測試。中國科學院高能所 供圖業(yè)內專家表示，作為國際首支成功研制的P波段大功率超構材料速調管，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324兆赫茲超構材料速調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。
主要技術指標達到國際先進水平
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，324兆赫茲超構材料速調管應用超構材料等前沿技術，在主要技術指標達到國際先進水平的前提下，腔串結構體積相比國外同類裝置減少約50%，不但降低了造價，也是P波段大功率速調管技術一次質的飛躍。
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。
驗收組專家和研制項目組代表在驗收現(xiàn)場合影。中國科學院高能所 供圖此外，中國散裂中子源一期工程中的相關設備氦3中子探測器、中子導管、費米中子斬波器、中子極化器等，自主化研制也都取得突破。(完)