法国国家科研中心奥塞核物理研究所近日试验成功一种新的加速器元件——名为“Spoke”的超导空腔,它将用于未来几百万伏特的高强能量质子束线性加速器中。质子束线性加速器有着非常广泛的用途,它可作为未来的核废料焚烧反应堆的主要组成部分,产生辐射性离子束或者强中微子束,作为分裂离子源等。
用铌材料制成的这一超导结构的工作温度为零下270摄氏度。它没有任何结构能量损耗,加速性能可高达每米几百万伏特。利用超导技术制造的加速器空腔具有多种优势,由于消耗几乎可以忽略,因此加速器运转成本很低。模块式结构(一个空腔对应于一个能量源)也提高了加速器的柔韧性和可靠性,因此结构激活要求降低。
在此之前,该研究所已经与法国原子能委员会合作,研制成功超导椭圆形空腔,用于加速器的高能加速(高于1000万伏特)部分,使被加速粒子的速度接近光速。“Spoke”的特点是将超导性的使用扩展到了速度大大低于光速(能量为500万至1000万之间)的粒子的加速过程,使加速器所需运转电能降低了一半,使系统在牢固性和可靠度都有所保障的前提下大大降低了系统开发费用。
摘自:国家科技成果网