我国自主研发的ADS超导直线加速器,实现连续波质子束10毫安指标

来源:医生在线 2021-02-20

  2月11日,中国科学院近代物理研究所独立自主研制的ADS超导直线加速器样机在国际上实现束流强度10毫安连续波质子束176千瓦运行指标;2月12日,实现10毫安束流稳定运行。再次刷新由该团队创造的连续波质子束流强度和束流功率世界纪录。

  2011年,中国科学院启动实施战略性先导科技专项(A类)“未来先进核裂变能-ADS嬗变系统”(简称“ADS先导专项”)。射频超导强流高功率质子直线加速器是ADS三大关键系统之一。强流高功率离子束是核科学和核技术前沿,也是各发达地区争先抢占的战略高地。实现10毫安连续波强流高功率质子束稳定加速是国际上近20多年来长期追求的目标。采用全超导直线加速器加速5毫安以上连续波质子束从未在国际上被验证或实现。

  10mA连续波质子束稳定运行实验

  ADS先导专项团队创造了多个世界记录:2014年,实现了射频四极加速器10毫安连续波质子束稳定运行;2015年,完成5兆电子伏、3毫安质子超导直线加速器研制和测试;2016年,完成10兆电子伏、2毫安质子超导直线加速器研制;2017年,25兆电子伏质子超导直线加速器通过专家测试和验收;2019年1月,实现了30千瓦连续波质子束功率大于100小时长时间稳定运行;2021年1月,连续波质子束大束流强度5.6毫安、大束流功率达到110.9千瓦,具备了百千瓦连续波束流运行的能力。详情请见质子中国往期报道《国际首台25MeV连续波超导质子直线加速器通过达标测试》、《近物所ADS强流质子超导直线加速器样机研制取得重大进展》。

  百千瓦高功率连续束运行测试结果

  当前,ADS超导直线加速器样机的连续波束流强度和功率均远超国际同类装置。此次ADS超导直线加速器样机成功加速10毫安连续波质子束流,将为我国在建的重大科技基础设施“强流重离子加速器(HIAF)”和“加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)”提供坚强支撑,同时验证了未来ADS商用装置束流强度10毫安指标的可行性,为我国未来在国际上率先建设ADS商用装置和加速器驱动的先进核裂变能装置奠定基础。
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