1.3GHz超导腔研发获新进展

在北京先进光源技术研发与测试平台（PAPS）与上海硬X射线自由电子激光装置（SHINE）的关键样机研制中，中国科学院高能物理研究所在高性能（高Q值、高梯度）超导腔的研发上持续攻关。经过深入细致优化超导腔的加工工艺及流程和制造环节、完善超导腔表面处理及测试技术，在2018年年末之际，1.3GHz 9-cell超导腔（细晶串腔）及1.3GHz 1-cell超导腔（细晶单腔）的研制再获新进展。

研制完成的两只1.3GHz 9-cell超导腔，经2.0K垂测，均达到了SHINE关键样机的非掺氮超导腔的技术指标上限。其中，1300-N001超导腔加速梯度Eacc达到18.5MV/m，在16MV/m的加速梯度下，Q0达到1.5×1010，较高能所研制的1.3GHz 9-cell超导腔的品质因数提高了约50%。此外，两只超导腔垂直测试中均无明显辐射剂量，标志着洁净间组装技术达到国际先进水平。

同时，对1.3GHz 1-cell超导腔进行了掺氮（N-doping）实验，垂测结果达到3.3 ×1010@18MV/m，Q值比掺氮前提高了1倍。这是国产超导腔（细晶单腔）第一次达到SHINE的设计指标（2.7×1010@16MV/m）。此外，测试过程中观察到了明显的anti-Q-slope现象，即超导腔的Q值随加速梯度Eacc的升高而变大，这是1.3GHz超导腔进行掺氮后的典型现象。

下一步将总结和进一步优化研制工艺步骤并固化流程，同时采取EP及掺氮等手段进一步提高1.3GHz 9-cell超导腔的Q值及加速梯度，以最终达到工程的大批量、高性能需求。

 

1.3GHz 9-cell超导腔

 

1.3GHz 9-cell 超导腔垂直测试结果

 

1.3GHz 1-cell 超导腔垂直测试结果