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近期，中科院上海高研院承擔(dān)的硬X射線自由電子激光裝置（SHINE）市級重大專項(xiàng)首臺高品質(zhì)因數(shù)（Q）工藝八腔超導(dǎo)加速模組樣機(jī)完成了初步水平測試，模組穩(wěn)定運(yùn)行總腔壓大于136MV，運(yùn)行在128MV時(shí)八腔平均Q值超過2E+10。2023年元旦后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展了模組快速降溫研究，測得模組超導(dǎo)腔Q值與槽腔垂測值相當(dāng)，表明高Q性能得到了良好保持。這是繼2022年中緩沖化學(xué)拋光（BCP）工藝八腔超導(dǎo)加速模組水平測試之后，取得的又一次重大進(jìn)展，是項(xiàng)目超導(dǎo)加速模組研制進(jìn)程中一個(gè)新的里程碑。

圖1 水平測試中的高Q工藝八腔超導(dǎo)加速模組

高Q超導(dǎo)加速模組是整個(gè)SHINE項(xiàng)目最具挑戰(zhàn)的大型關(guān)鍵設(shè)備之一，其高Q值對應(yīng)低功耗，意味著較低的運(yùn)行成本。作為國內(nèi)首臺高Q工藝1.3GHz八腔超導(dǎo)加速模組，該模組裝配了經(jīng)過摻氮/中溫烘烤先進(jìn)工藝處理后的超導(dǎo)高頻腔，Q值較傳統(tǒng)處理工藝超導(dǎo)腔有了顯著的提高，但同時(shí)也對周圍剩磁、磁通排除等提出了苛刻的要求。

圖2 高Q超導(dǎo)加速模組測試現(xiàn)場人員合影

得益于前期BCP工藝八腔超導(dǎo)模組等研制打下的基礎(chǔ)，本臺高Q模組于2022年9月初備齊了8支高Q超導(dǎo)腔，9月底完成了恒溫器消磁， 11月中旬完成模組總裝，在完成常溫射頻功率老煉后，于11月下旬順利降溫到2K。該模組在2022年11月底完成了超導(dǎo)四極鐵24小時(shí)25A的長時(shí)間通電測試，12月初開始了低溫下的射頻功率老煉與元件性能測試，之后經(jīng)過復(fù)溫、重新降溫后于12月30日首次測得模組整機(jī)射頻性能。2023年春節(jié)前，研制團(tuán)隊(duì)已開始模組快速降溫排磁通研究，進(jìn)一步的性能優(yōu)化與詳細(xì)的測試正在進(jìn)行中。

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中科院上海高研院重大激光裝備項(xiàng)目再獲里程碑