在中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部，一項(xiàng)重大的科技創(chuàng)新成果于近日宣布成功。中國散裂中子源（CSNS）直線加速器迎來了其歷史上的一個(gè)重要時(shí)刻——首支緊湊型P波段大功率超構(gòu)材料速調(diào)管順利通過了所有指標(biāo)測(cè)試，并成功完成驗(yàn)收。

這款速調(diào)管不僅是CSNS直線加速器射頻功率源系統(tǒng)的核心設(shè)備，更是國際首支成功研制的大功率超構(gòu)材料速調(diào)管。它的成功研制，標(biāo)志著中國在大功率速調(diào)管領(lǐng)域取得了又一次重大突破，實(shí)現(xiàn)了從依賴進(jìn)口到自主創(chuàng)新的華麗轉(zhuǎn)身。

據(jù)介紹，P波段大功率速調(diào)管在直線加速器中扮演著至關(guān)重要的角色，它相當(dāng)于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，為束流提供能量和動(dòng)力。在此之前，這一核心設(shè)備全部依賴進(jìn)口，而現(xiàn)在，中國已經(jīng)擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的同類產(chǎn)品。

CSNS加速器射頻團(tuán)隊(duì)聯(lián)合電子科技大學(xué)、中國科學(xué)院高能物理研究所等多個(gè)單位的專家，自2021年起共同開展了P波段324MHz速調(diào)管的研制工作。他們首次提出采用諧振腔加載超構(gòu)材料技術(shù)設(shè)計(jì)速調(diào)管，并經(jīng)過四年多的技術(shù)攻關(guān)，成功攻克了這一難題。

這款速調(diào)管在昆山國力電子科技股份有限公司完成加工制造后，日前在CSNS現(xiàn)場(chǎng)完成了設(shè)備高功率測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求，輸出脈沖峰值功率超過3.0MW，射頻脈沖寬度650μs，重復(fù)頻率25Hz。在峰值2.5MW功率下，該速調(diào)管還順利通過了48小時(shí)的長期穩(wěn)定性測(cè)試。

中國科學(xué)院高能物理研究所副所長、中國散裂中子源二期工程總指揮王生表示，這款速調(diào)管不僅應(yīng)用了超構(gòu)材料等前沿技術(shù)，還在主要技術(shù)指標(biāo)上達(dá)到了國際先進(jìn)水平。更重要的是，其腔串結(jié)構(gòu)體積相比國外同類裝置減少了約50%，這不僅降低了造價(jià)，也標(biāo)志著P波段大功率速調(diào)管技術(shù)的一次質(zhì)的飛躍。

作為國際首支成功研制的P波段大功率超構(gòu)材料速調(diào)管，其應(yīng)用前景十分廣闊。在大科學(xué)裝置、醫(yī)療及其他工業(yè)領(lǐng)域，這款速調(diào)管都將發(fā)揮重要作用。此次順利通過驗(yàn)收，不僅彰顯了中國在高端射頻器件研發(fā)領(lǐng)域的核心實(shí)力，也為中國散裂中子源等科研設(shè)施的升級(jí)和發(fā)展提供了有力支持。

隨著加速器關(guān)鍵核心設(shè)備的全面國產(chǎn)化，中國不僅擺脫了對(duì)進(jìn)口技術(shù)的依賴，還顯著降低了成本。同時(shí)，這一成果也帶動(dòng)了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，為中國科技創(chuàng)新事業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。