強(qiáng)流重離子加速器裝置HIAF低頻寬帶高梯度磁合金高頻系統(tǒng)取得重大突破
國(guó)家“十二五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施強(qiáng)流重離子加速器裝置(HIAF)團(tuán)隊(duì)成功研制國(guó)內(nèi)首套低頻、寬帶、高梯度、快響應(yīng)、油冷磁合金高頻系統(tǒng),突破了HIAF高頻系統(tǒng)核心技術(shù)瓶頸,特別是百kHz低頻段的大尺寸高性能磁合金環(huán),打破了日本等少數(shù)國(guó)家對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖與產(chǎn)品禁售,為HIAF工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)近十年的技術(shù)攻關(guān),解決了從材料到工藝等一系列核心技術(shù)難題,與協(xié)作廠家聯(lián)合建成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能磁合金環(huán)自動(dòng)化生產(chǎn)示范線,實(shí)現(xiàn)了磁合金環(huán)量產(chǎn)。研制的外徑780mm大尺寸磁合金環(huán)在低頻段(0.1~2MHz)性能好于公開(kāi)報(bào)道的日本同類(lèi)設(shè)備。在此基礎(chǔ)上研制國(guó)內(nèi)首套低頻、寬帶、油冷磁合金高頻系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了0.29~2.1MHz工作頻帶內(nèi)腔體電壓梯度>30kV/m(峰值電壓66kV)、諧波抑制度>23dBc,寬帶百kHz低頻段指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
該技術(shù)已成功應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)重離子治療裝置(HIMM)、空間環(huán)境地面模擬裝置專(zhuān)用離子加速器(SESRI)、質(zhì)子位移損傷效應(yīng)模擬裝置(PREF)等,為磁合金環(huán)在能源電力等方面的廣泛應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ),很快將大規(guī)模應(yīng)用于HIAF裝置上。
該工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院“卡脖子”項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院關(guān)鍵技術(shù)人才、國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。
圖1:大尺寸高性能磁合金環(huán)自動(dòng)化生產(chǎn)示范線
圖2:高梯度、大帶寬、快響應(yīng)油冷磁合金高頻系統(tǒng)
圖3:腔體掃頻電壓波形
(加速器技術(shù)中心高頻技術(shù)室、工程處 供稿)
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