中國科學(xué)院高能物理研究所(高能所)8日發(fā)布消息說，該所建于廣東的大科學(xué)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(gòu)材料速調(diào)管，標(biāo)志著中國在大功率速調(diào)管創(chuàng)新研究基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)又一次重大突破。

作為中國散裂中子源直線加速器射頻功率源系統(tǒng)的核心設(shè)備，P波段大功率速調(diào)管為直線加速器束流提供能量和動(dòng)力，相當(dāng)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，此前全部依賴進(jìn)口。2021年以來，中國散裂中子源加速器射頻團(tuán)隊(duì)聯(lián)合電子科技大學(xué)段兆云研究小組、中國科學(xué)院高能所環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)速調(diào)管團(tuán)隊(duì)及昆山國力電子科技股份有限公司研究院速調(diào)管研究室，共同開展P波段324兆赫茲速調(diào)管研制。

研制項(xiàng)目組首次提出采用諧振腔加載超構(gòu)材料技術(shù)設(shè)計(jì)324兆赫茲大功率速調(diào)管，經(jīng)過4年多技術(shù)攻關(guān)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(shè)備高功率測試，結(jié)果表明，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并在峰值2.5兆瓦功率順利通過48小時(shí)長期穩(wěn)定性測試。據(jù)悉，該速調(diào)管計(jì)劃于2026年9月正式上線應(yīng)用。

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(gòu)材料速調(diào)管。(中國科學(xué)院高能所 供圖)

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(gòu)材料速調(diào)管項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)，7日在中國科學(xué)院高能所東莞研究部的中國散裂中子源園區(qū)舉行，驗(yàn)收組聽取項(xiàng)目組的研制和測試匯報(bào)，對(duì)324兆赫茲超構(gòu)材料速調(diào)管48小時(shí)穩(wěn)定工作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核認(rèn)定，認(rèn)為關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)滿足要求，一致通過現(xiàn)場驗(yàn)收。

業(yè)內(nèi)專家表示，作為國際首支成功研制的P波段大功率超構(gòu)材料速調(diào)管，其在大科學(xué)裝置、醫(yī)療及其他工業(yè)領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。中國散裂中子源研制的324兆赫茲超構(gòu)材料速調(diào)管此次順利通過驗(yàn)收，既是中國在該領(lǐng)域從依賴進(jìn)口到自主創(chuàng)新的關(guān)鍵跨越，也彰顯中國在高端射頻器件研發(fā)領(lǐng)域的核心實(shí)力。

中國科學(xué)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(gòu)材料速調(diào)管應(yīng)用超構(gòu)材料等前沿技術(shù)，在主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平的前提下，腔串結(jié)構(gòu)體積相比國外同類裝置減少約50%，不但降低了造價(jià)，也是P波段大功率速調(diào)管技術(shù)一次質(zhì)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(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)并取得重要進(jìn)展，通過與中國高科技企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，還成功研制氫閘流管和金屬陶瓷四極管等設(shè)備，性能均達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，中國散裂中子源加速器關(guān)鍵核心設(shè)備已全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。