[00873020]国产实用型多cell超导腔的研制

“国产实用型多cell超导腔的研制”是在国家科技部973项目、军口863项目、教育部、国家自然科学基金委、北京大学的支持下完成的。超导加速器是诸多大科学装置的重要组成部分，而射频超导加速腔(简称超导腔)是其核心部件，能够制备出高性能的实用型多cell超导腔是一个国家的加速器科学技术水平的体现。北京大学经过多年的研究探索，完成了国产实用型多cell超导腔的研制，实现了从裸腔到实用型超导腔的技术跨越，取得了以下重要成果：(1)在国内首次完成了采用国产铌材的9-cell超导腔的研制，掌握了超导腔制造过程中的重要工艺和关键技术，实现了超导腔制备的国产化，填补了国内空白。加速梯度达到23MV/m，为国际先进水平。(2)通过产、学、研结合还完成了大晶粒铌材系列超导腔的研制，包括单cell，2-cell和3.5-cell超导腔，其加速梯度分别达到了43MV/m，40MV/m和23.5MV/m，且品质因数Q均在1E10以上，进入国际最高记录行列。(3)自主设计、研制出作为DC-SRF光阴极注入器的核心-国产大晶粒3.5-cell超导腔，完成了特殊腔型优化、特殊端腔组件设计及研制，其加速梯度23.5MV/m超过了国际上同类型超导腔的水平。(4)通过上述国产超导腔的研制，建立了一套完整、系统的多cell超导腔的研制与质量控制工艺，为超导腔的发展奠定了基础。并成功推动了中国超导材料的创新研究，促成国产高纯铌材推向国际市场。在多cell超导腔研制工作的基础上，北京大学开展了超导加速器的研制工作，现已经完成了单9-cell超导加速器组元的设计、加工及组装成器，进口同类的加速组元的费用是国产品的两倍。3.5-cell超导腔已用于北京大学自行设计的DC-SRF光阴极注入器中，研制成功的高梯度3.5-cell超导腔为加速高品质的电子束提供了保证。国产多cell超导腔的成功研制使中国成为继德、美、日之后能够生产高性能超导腔的国家，为中国未来采用超导加速技术的大科学工程奠定了技术基础，如短波长和高平均功率FEL、ERL光源、SNS、ADS等等；促进了国内相关工业和技术的发展，例如高纯材料冶炼、特殊材料精密加工、高精度成形电子束焊接等；对中国参与国际竞争、跻身国际市场具有重要意义。在研制过程中，一批中青年骨干成长起来，为射频超导事业注入了新鲜血液。