Le premier Nb3 au monde L'accélérateur d'électrons radiofréquence (SRF) supraconducteur Sn a récemment atteint une accélération de faisceau stable, atteignant une énergie maximale de 4,6 MeV avec un courant de faisceau macro-impulsionnel moyen dépassant 100 mA.
Refroidi directement par des cryo-refroidisseurs dans une nouvelle conception sans hélium liquide (sans LHe), le Nb3 L'accélérateur d'électrons Sn SRF a été développé par des chercheurs de l'Institut de physique moderne (IMP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) et du Laboratoire avancé des sciences et technologies énergétiques du Guangdong.
Les accélérateurs SRF reposent actuellement sur des cavités résonantes en niobium (Nb) et sont refroidis par immersion LHe (généralement à 2K pour les machines à électrons). Une activité majeure des scientifiques de SRF est la fabrication de cavités utilisant de nouveaux matériaux avec des températures de transition plus élevées que le niobium.
Parmi les nouveaux matériaux potentiels, le plus populaire est le Nb3. Sn, dont la température de transition supraconductrice est le double de celle du niobium métallique. Avec un grand potentiel pour améliorer les performances des cavités de nouvelle génération, Nb3 La technologie Sn SRF est à la pointe de la recherche SRF.
Depuis le début des recherches sur Nb3 Technologie Sn SRF en 2018, IMP a développé un processus de production complet qui surmonte les défis dans des domaines tels que le système de dépôt, les mécanismes de croissance et les processus de revêtement de Nb3 Sn films minces. L'institut a achevé la construction du Nb3 refroidi par conduction et sans LHe. Accélérateur d'électrons Sn SRF début 2024.
L'accélération stable du faisceau d'électrons dans cet accélérateur est une réalisation qui démontre, pour la première fois, la faisabilité de l'utilisation du Nb3 Cavités SRF à couches minces Sn dans les installations scientifiques à grande échelle et les accélérateurs industriels compacts. Cette technologie peut réduire considérablement les charges thermiques et augmenter la température de fonctionnement des accélérateurs SRF de telle sorte que des schémas de refroidissement plus simples sans LHe deviennent viables.
En plus de réduire la demande de systèmes cryogéniques à grande échelle et de réduire les coûts d'exploitation des accélérateurs SRF, cette technologie permettra à la miniaturisation de promouvoir des applications industrielles dans des domaines tels que le traitement, la conservation et la stérilisation des eaux usées, ainsi que la production d'isotopes médicaux.
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
