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中國科學院近代物理研究所近日宣布，我國首套銅鈮復合腔高穩(wěn)定超導加速單元成功通過各項測試，標志著我國在銅鈮復合超導腔技術(shù)研究方面取得重大突破。該超導加速單元由9支半波長型銅鈮復合超導腔組成，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)純鈮超導腔。

超導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用中具有顯著優(yōu)勢，但傳統(tǒng)純鈮超導腔的長期運行穩(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、復雜曲表面覆高品質(zhì)厚銅層等多個技術(shù)難關(guān)。

銅鈮復合腔超導加速單元不僅在提高超導加速器運行穩(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)純鈮超導腔相比，銅鈮復合腔能夠在4.2K液氦環(huán)境穩(wěn)定運行，大幅降低了制冷成本，為超導加速器的工業(yè)化應用提供了更為經(jīng)濟且高效的技術(shù)方案。