中國科學(xué)院近代物理研究所承擔(dān)的ADS先導(dǎo)專項超導(dǎo)質(zhì)子直線加速器RFQ研制獲重要進(jìn)展:162.5MHz/560keV RFQ樣機完成了10mA連續(xù)束流測試;162.5MHz/2.1MeV RFQ完成了加工以及整腔場平整度和頻率的調(diào)整測量。
162.5MHz/560keV質(zhì)子RFQ樣機由近代物理所自主研制,設(shè)計運行流強10mA,輸出能量560keV,長度1m,已經(jīng)與質(zhì)子源、低能輸運線和束流診斷元件組一起進(jìn)行了運行和調(diào)試。空載時腔體功率約25kW,用軔致輻射法測到的極間電壓達(dá)到設(shè)計指標(biāo)65kV;10mA束流負(fù)載時,腔體功率約30kW,出口兩個FCT上測到的輸出束流能量558keV,入口和出口兩個DCCT上測到的傳輸效率大于90%,達(dá)到了質(zhì)子束流在設(shè)計能量和流強下連續(xù)波輸出的指標(biāo)。
162.5MHz/2.1MeV RFQ是用于ADS質(zhì)子加速器注入器II的原型機,輸出能量2.1MeV,設(shè)計流強15mA,頻率162.5MHz,截面425mm×425mm,總長度4.2m。由近代物理所和洛倫茲伯克利實驗室合作設(shè)計,在科近泰基公司和近代物理所完成加工、焊接、真空檢漏、高頻加速電場測試和整體組裝。
國際上相近頻率的四翼型RFQ腔體幾乎沒有成熟的加工經(jīng)驗。因此,項目組在腔體正式加工前用1年多時間開展了一系列實驗研究,包括刀具測試實驗、單翼加工實驗、腔體焊接實驗和半米工藝腔體加工實驗等,攻克了成型刀加工、深孔加工、電子束焊接、氫氣爐釬焊等腔體制造的關(guān)鍵技術(shù)。在成功完成各項實驗的基礎(chǔ)上,從2013年初開始,又歷經(jīng)1年完成了腔體的加工,并分別進(jìn)行了高頻場測試和真空檢漏測試。結(jié)果顯示:腔體調(diào)制曲線三坐標(biāo)檢測好于±0.05mm;腔體整體尺寸小于0.06mm,真空漏率小于1×10-10Pa·m3/s,所有水路在0.6MPa靜態(tài)水壓下無滲漏、無串路。
該腔體已于近日完成了整腔電場的調(diào)節(jié)和頻率調(diào)諧,頻率達(dá)到162.468MHz,場平整度達(dá)到±1.0%,對稱度達(dá)到±1.25%。機械、真空和高頻檢測指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。用于2.1MeV RFQ激勵的連續(xù)波電子管功率源經(jīng)過48小時140kW(運行所需功率)的無故障拷機實驗,開環(huán)幅度穩(wěn)定度和相位穩(wěn)定度均達(dá)到設(shè)計要求。
