通過在快循環同步加速器新增兩臺高性能的磁合金加載腔,提升束流功率至170kW,是驗證CSNS-II束流功率升級路線的關鍵一步。CSNS加速器團隊在前期大量機器研究和模擬工作基礎上,利用暑期檢修前后的兩個短期調試窗口,充分探索調束新思路和挖掘機器性能極限,成功將打靶束流功率提升到170kW并實現穩定供束運行。
空間電荷效應是強流質子加速器的核心問題,降低束流損失和提高束流通過率是穩定運行的重要保障。在本次束流調試中,將垂直涂抹面積提高了40%,大幅提高了涂抹束流均勻性和降低了空間電荷效應。同時,進行了全面參數優化和迭代,包括增加注入束流脈寬、全局和局部軌道校正、工作點模式、縱向動力學、橫向準直器、束流不穩定性、色品等,有效控制了CSNS加速器高功率下的發射度增長與束流損失。
2024年是CSNS-II工程的開局之年,同時也是CSNS運行與CSNS-II建安工程并行推進的第一年。為了保證CSNS-II工程高能質子大廳按期開始基建施工,2024年夏季檢修期間需要在現有RTBT隧道外加強屏蔽,以滿足公眾輻射劑量限值要求。CSNS加速器團隊參照CSNS-II建安工程計劃,制定了詳細的夏季停機檢修計劃,力求將建安工程對CSNS供束運行的影響降到最低。公用設施團隊通過優化RTBT隧道外加強屏蔽施工方案,搶回兩周施工時間。加速器團隊通過優化、調整夏季檢修計劃,梯次推進直線加速器、環形加速器設備檢修和調束等相關工作,確保了加速器與往年同期恢復供束運行。
CSNS打靶束流功率達到170kW并穩定運行,不僅大幅提高了裝置使用效率,也驗證了CSNS-II束流功率提升的關鍵技術路線,同時為CSNS-II工程建設積累了寶貴的經驗。
24小時加速器打靶功率圖