ADS先导专项强流质子超导直线加速器原型样机成功实现连续波10mA稳定运行

  • 近代物理所 (中国科学院近代物理研究所)
  • 创建于 2015-03-02
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近代物理研究所超导直线加速器团队经过几个昼夜的不懈努力,于2月13日凌晨在ADS先导专项强流质子超导直线加速器前端注入器原型样机上成功实现了高于10mA(最高流强11mA)的连续波质子束1小时稳定加速,引出能量2.55MeV,连续波束流功率28kW,束流流强指标超过了ADS专项对超导直线加速器的束流要求。这是国际上第一个满足ADS要求的前端加速器样机,超过国际最好水平2mA@2MeV(束流功率4kW),标志着我国在强流质子超导直线加速器研究领域进入领先行列。

该前端注入器原型样机集成了ADS超导直线加速器中的质子源、常温RFQ加速器、射频超导加速单元这三大核心技术。在连续波质子束稳定性测试中,强流质子束通过超导HWR腔加速,增能0.4MeV,出口能量达到2.55MeV,最高连续波运行流强11mA;超过设计指标10mA流强的稳定运行时间达到1小时;各系统性能在测试过程中可靠稳定。在国际上率先实现了超过10mA高功率连续波质子束的稳定加速。

该加速器系统中,除RFQ加速器由近代物理研究所与美国LBNL国家实验室联合设计外,其余关键子系统和设备全部由近代物理研究所联合国内相关单位自主研制。团队成员废寝忘食、协力创新,解决了各种技术难题,终于成功实现10mA连续波模式的稳定运行,这是世界上首次实现能够满足ADS系统要求束流流强的超导质子直线加速器,为我国成为第一个全面掌握ADS嬗变系统技术的国家奠定了基础。

该加速器的研制过程,得到了中科院高能物理所、中科院上海应用物理所、哈尔滨工业大学和北京大学等单位的支持和参与。同时,该研究得到中科院先导专项“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”、国家基金委核能重大专项集成项目和科技部“973计划”等的资助。

责任编辑:近代物理所

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