11月19日，全市科技大會(huì)暨科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京會(huì)議中心舉行，會(huì)上公布了2023年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)名單，由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所提名的“大型粒子加速器多頻段高性能超導(dǎo)腔系統(tǒng)自主創(chuàng)新研發(fā)及工程應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
射頻超導(dǎo)腔是大型加速器的核心，其作用是加速帶電粒子達(dá)到目標(biāo)能量和流強(qiáng)，也稱(chēng)之為加速器的“心臟”或“發(fā)動(dòng)機(jī)”。采用超導(dǎo)腔是國(guó)際上大型加速器的發(fā)展趨勢(shì)，因其顯著優(yōu)勢(shì)，在世界上運(yùn)行和籌建中的基于高能強(qiáng)流粒子加速器的大科學(xué)裝置幾乎都采用了超導(dǎo)腔系統(tǒng)，如各類(lèi)先進(jìn)光源、對(duì)撞機(jī)等。然而，高性能超導(dǎo)腔技術(shù)極具挑戰(zhàn)性，是國(guó)際上競(jìng)相發(fā)展的前沿技術(shù)。經(jīng)過(guò)十余年的攻關(guān)，高能所潘衛(wèi)民研究員團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了覆蓋主要頻段的超導(dǎo)腔，提出并實(shí)施了創(chuàng)新思想及方案，取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先的創(chuàng)新成果。
該團(tuán)隊(duì)提出了將中溫退火技術(shù)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外使用最為廣泛的1.3 GHz 9-cell超導(dǎo)腔的創(chuàng)新思想，并成功用于超導(dǎo)腔的具體研發(fā)中，最終1.3 GHz 9-cell和650 MHz兩種超導(dǎo)腔在性能方面取得了重大突破和創(chuàng)新成果，超導(dǎo)腔品質(zhì)因數(shù)測(cè)試結(jié)果處于國(guó)際領(lǐng)先，超導(dǎo)腔加速梯度測(cè)試結(jié)果達(dá)到國(guó)際一流水平，在國(guó)際上產(chǎn)生了重要影響。這項(xiàng)成果具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，使我國(guó)高性能超導(dǎo)腔技術(shù)跨入世界前列，而且已用于我國(guó)基于高品質(zhì)因數(shù)超導(dǎo)腔的加速器建造，被我國(guó)的高重頻自由電子激光裝置和大型環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（CEPC）以及國(guó)外超導(dǎo)加速器設(shè)計(jì)方案所采用。
團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首個(gè)500 MHz超導(dǎo)高頻腔系統(tǒng)，性能指標(biāo)達(dá)世界領(lǐng)先，并成功應(yīng)用于北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPCII）上替代了原進(jìn)口超導(dǎo)腔，現(xiàn)已長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行7年。這是國(guó)內(nèi)唯一一套用于大科學(xué)裝置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的國(guó)產(chǎn)超導(dǎo)腔系統(tǒng)，標(biāo)志著我國(guó)已全面掌握了500 MHz超導(dǎo)腔系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，令我國(guó)躋身于世界少數(shù)能夠研制此類(lèi)超導(dǎo)腔的國(guó)家之列。累積的經(jīng)驗(yàn)后來(lái)被應(yīng)用在極低β 強(qiáng)流連續(xù)束325 MHz輪輻型質(zhì)子超導(dǎo)腔的研發(fā)中，成功研制了世界首臺(tái)極低β 輪輻超導(dǎo)腔及強(qiáng)流連續(xù)束質(zhì)子加速器，被國(guó)外稱(chēng)之為重要里程碑，有力支撐了加速器驅(qū)動(dòng)嬗變裝置、散裂中子源二期等大科學(xué)裝置的建設(shè)。
該成果發(fā)表論文60余篇，獲專(zhuān)利10余項(xiàng)。多項(xiàng)核心技術(shù)已應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外基于加速器的大科學(xué)裝置中，特別是在懷柔科學(xué)城最大的國(guó)家科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施高能同步輻射光源(HEPS)和北京市首批五個(gè)交叉平臺(tái)之一“先進(jìn)光源研發(fā)與測(cè)試平臺(tái)(PAPS)”中，超導(dǎo)腔系統(tǒng)技術(shù)得到了充分的應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展，提升了懷柔科學(xué)城的科技實(shí)力和國(guó)際影響力，并建設(shè)了一支經(jīng)驗(yàn)豐富、具有創(chuàng)新思想和能力的專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍。
獲獎(jiǎng)證書(shū)
1.3 GHz 9-cell超導(dǎo)腔
650 MHz超導(dǎo)腔
8×1.3 GHz 9-cell 超導(dǎo)腔模組
BEPC-II 500MHz超導(dǎo)腔模組
ADS 325 MHz 輪輻型超導(dǎo)腔模組
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