11月20日，国家重大科技基础设施高能同步辐射光源（HEPS）装置的首台166 MHz超导模组成功完成了低温下的水平高功率测试，测试结果优于HEPS的设计指标，标志着166 MHz超导模组自主研制成功，为HEPS加速器的建设奠定了坚实的基础。

166 MHz超导模组用于为束流提供加速和增能，是HEPS储存环上的核心设备，其中166 MHz超导腔、高功率耦合器、高次模吸收器、调谐器、腔串组件、恒温器等，分别由加速器部张沛高频研究团队和葛锐低温研究团队研制，项目组拥有完全的自主知识产权。

166 MHz超导腔、高功率耦合器及腔串组件由北京高能锐新科技有限公司制造，恒温器由合肥聚能电物理高技术开发有限公司制造，HEPS高频系统及低温系统成员负责完成超导模组的设计、后处理、系统集成和测试工作，测试工作得到了先进光源技术研发与测试平台（PAPS）的大力支持。

测试结果表明：在4 K温度下，加速电压达到HEPS运行值1.2 MV时，166 MHz超导模组的品质因数达到1.4E+9，模组4 K下的动态热负载为7.4 W，无场致发射。加速电压在1.6 MV时，模组的品质因数达到1.1E+9。在腔内峰值电场达到42.7 MV/m时，场致发射引起的剂量值小于0.3 μSv/h，与裸腔垂直测试水平相当。另外，高阶模式的测试结果与仿真计算结果吻合，满足HEPS不稳定性抑制要求。超导模组在1.2 MV运行腔压下烤机6天，运行稳定。

HEPS 166 MHz超导模组是世界上首台用于加速近光速粒子（beta=1）的四分之一波长（QWR）主动型超导腔，并且实现了高阶模式的深度抑制。张沛研究团队在2022年裸腔研制成功的基础上，相继成功研发了166 MHz超导槽腔、166 MHz 250 kW连续波高功率耦合器、直径505 mm的10 kW铁氧体高阶模吸收器等一系列关键设备，同时与北京高能锐新公司的技术人员联合攻关，解决了大尺寸铁氧体吸收器清洗、超导腔串洁净组装等一系列难题，实现了超导模组在设计腔压下无场致发射，达到了裸腔垂测水平。166 MHz超导腔串尺寸大、重量大、调谐刚度大，对于恒温器设计提出了巨大的挑战，葛锐研究团队通过持续的技术攻关，解决了腔串与恒温器集成等一系列挑战，成功研发了166MHz恒温器及水平测试站。

项目组下一步将积极推进166MHz超导腔及模组的批量制造，并将于2024年全面开展超导模组的系统集成，为后续储存环安装调试做好准备。

166MHz超导腔串洁净组装（左图）及超导模组（右图）

166MHz超导模组水平测试结果

发布于 2023年高能新闻