中国科学院近代物理研究所利用ADS质子直线加速器样机进行首次物理实验,上海交通大学,中科院高能物理研究所,近代物理所ADS散裂靶室、核数据研究室、嬗变化学研究室作为首批实验用户,已开始在该加速器上进行暗物质、中子测量、放射性物理、放射化学等基础研究实验。这表明该加速器可进行我国目前与质子及氦束相关的物理实验,填补了我国30MeV范围内氦束辐照的空白。

中国科学院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”(简称ADS先导专项)超导质子直线加速器原型样机再次取得重要进展,首次引出能量5MeV流强10mA的脉冲束流。

ADS质子直线加速器样机是ADS先导专项的研究成果,该工程建设了国际首台ADS超导质子直线加速器示范样机,设计能量为25MeV,目前性能达到25MeV/0.17mA连续波稳定运行。2017年11月15日,ADS质子直线加速器样机通过了由中科院组织的竣工验收。

中国科学院近代物理研究所ADS加速器团队经过3个月夜以继日的努力,完成了超导质子直线加速器注入器II
5MeV段的安装、调试,于6月6日凌晨成功实现了流强大于10mA的质子束流的稳定加速,引出脉冲束流能量约5.3MeV,并以99µs的束团长度、1Hz重复频率保持稳定运行。这是目前国际上低能量段离子束超导直线加速器中的最高运行流强,也是我国首次实现由多个超导腔与超导螺线管组成的加速单元对束流的稳定加速。

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澳门新葡亰网站,ADS超导质子直线加速器注入器II
5MeV段由离子源、低能传输线、射频四极加速器、中能传输线、半波长谐振腔超导加速器和移动束测平台等组成,其中HCM6包含超导腔、超导螺线管各6台。运行过程中,超导腔及其调谐和低电平控制、超导螺线管、低温等系统均运行稳定。这是ADS先导专项加速器研制的重大进展,标志着我国已经掌握了由多个超导腔、多个超导螺线管及低温恒温器等系统构成的多单元超导直线加速器的设计、研制和集成运行,也标志着ADS低能段强流质子超导直线加速器整体集成获得了突破性进展,为“十二五”国家重大科技基础设施“加速器驱动嬗变研究装置”的设计和建造奠定了坚实的基础。

图1:质子轰击Kr靶产生83Rb的gamma谱图

该研究得到了中科院高能物理研究所、中科院上海应用物理研究所、哈尔滨工业大学、北京大学等单位的大力支持和积极参与。同时,该项研究还得到了国家自然科学基金委员会“先进核裂变能的燃料增殖与嬗变”重大研究计划和科技部“973”计划等的资助。

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图2:Alpha轰击Bi靶产生211At谱图

ADS强流质子超导直线加速器5MeV原型样机

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蓝色:RFQ出口ACCT流强,黄色:HCM6-1出口法拉第桶流强

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能量测量(黄色:BPM11,蓝色:BPM13)

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