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中國科學(xué)院近代物理研究所近日宣布，我國首套銅鈮復(fù)合腔高穩(wěn)定超導(dǎo)加速單元成功通過各項測試，標(biāo)志著我國在銅鈮復(fù)合超導(dǎo)腔技術(shù)研究方面取得重大突破。該超導(dǎo)加速單元由9支半波長型銅鈮復(fù)合超導(dǎo)腔組成，在4.2K的低溫測試環(huán)境中，其平均表面峰值電場達到35MV/m，性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)純鈮超導(dǎo)腔。

超導(dǎo)直線加速器在高通量中子源、中微子源等兆瓦級高功率離子束應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢，但傳統(tǒng)純鈮超導(dǎo)腔的長期運行穩(wěn)定性和可靠性不足，一直是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。為解決這一問題，研發(fā)團隊提出了新復(fù)合材料技術(shù)路線，歷經(jīng)5年多努力，成功攻克銅鈮界面材料難以互溶、復(fù)雜曲表面覆高品質(zhì)厚銅層等多個技術(shù)難關(guān)。

銅鈮復(fù)合腔超導(dǎo)加速單元不僅在提高超導(dǎo)加速器運行穩(wěn)定性方面具有優(yōu)勢，還在運行環(huán)境適應(yīng)性和成本控制方面表現(xiàn)出色。與依賴昂貴2K液氦系統(tǒng)進行制冷的傳統(tǒng)純鈮超導(dǎo)腔相比，銅鈮復(fù)合腔能夠在4.2K液氦環(huán)境穩(wěn)定運行，大幅降低了制冷成本，為超導(dǎo)加速器的工業(yè)化應(yīng)用提供了更為經(jīng)濟且高效的技術(shù)方案。