“超级显微镜”，深度探索微观世界（科技视点·勇当高水平科技自立自强排头兵）(2)

　　针对磁铁的磁场饱和，团队还创新性地提出了谐振电源的谐波补偿新方法，解决了多台磁铁之间的磁场精确同步问题，精度优于国外散裂中子源，达到世界先进水平。

　　逢山开路、遇水架桥。通过自主创新和集成创新，散裂中子源建设团队先后攻克了25赫兹交流谐振磁铁和电源、中子探测器等多项关键技术，设备国产化率超过90%。

　　“国产化的过程降低了装置成本，同时提升了国内相关产业的技术水平和制造能力。”王生说。

　　精益求精，追求“中国质量”

　　散裂中子源装置极为庞大，部件繁多，工艺极其复杂，制造和安装难度极大。

　　中国散裂中子源园区地下18米深处，有一条总长600多米的隧道。一台80兆电子伏特的负氢离子直线加速器和一台16亿电子伏特快循环质子同步加速器就安放在这里。

　　这些设备对安装误差的要求极其严苛。王生至今仍对直线加速器漂移管的安装过程印象深刻。

　　直线加速器4个真空腔体共有156个漂移管，安装误差不能超过30微米，安装过程需要调节几十个参量。刚开始，工程团队24小时两班倒。经过半个月，好不容易装到第六个部件并已完成标准检测，工程人员突然发现，由于部件的内部结构过于复杂，在标准的检测时间内，轻微的漏点不易被检测出，需要对标准检测时间进行延长。所以，团队还是决定把已安装好的部件全部拆除，重新进行安装和检测。

　　王生说：“哪怕看似微小的问题，都可能导致严重后果，所以工程建设过程中要严把质量关，不能放过任何一个潜在的问题。”

　　为了满足更多、更高的用户需求，2024年1月，中国散裂中子源二期工程正式启动建设。二期工程建成后，装置的研究能力将大幅提升，能够为探索科学前沿、解决国家重大需求和产业发展关键问题提供更加坚实的支撑。

　　二期工程中，加速器打靶束（流）将从一期设计功率100千瓦提升到500千瓦。

　　中国科学院高能物理研究所东莞研究部加速器技术部副主任刘华昌说：“功率提升5倍，完全靠束（流）的流强提升，需要采用超导腔，将直线加速器的能量大幅提升。这对速调管的性能和指标提出了更高的要求。”

　　大功率速调管零部件数以百计，涉及多个学科领域，从研制到安装，每一个环节都必须精确无误。高通过率电子束流光路要求传输效率达到100%，所有零部件的安装精度要控制在20微米之内。

　　迎难而上，中国科学院高能物理研究所研究团队在前期环形正负电子对撞机高效率速调管预研工作基础上，同上下游企业通力合作、攻坚克难，最终成功研制出首台全国产化P波段大功率速调管。

　　“经过连续24小时无故障运行，国产P波段大功率速调管全部性能指标均达到或超过设计要求，顺利通过验收。”刘华昌说。

　　勇于突破，跑出“中国速度”

　　2017年7月7日，中国散裂中子源的快循环质子同步加速器成功将质子束流加速到设计能量1.6GeV，并成功引出。这是工程建设中的又一个里程碑。

　　王生说：“按照国外以往的经验，一般要半个月到一个月才能实现全能量的加速。但是，我们调速当天就实现了全能量加速，并在48小时不间断调束之后，将束流损失控制到允许的范围内。这表明，我们整台加速器设计合理，硬件设备质量优良，达到设计要求。”

　　回忆当时情景，王生仍难掩兴奋，“当看到设计中的束流曲线，在实际束流调试过程中逐步完美呈现出来时，那一刻心情特别激动。”