中國網/中國發展門戶網訊 近日，中國科學院近代物理研究所與東江實驗室在鈮三錫材料的射頻超導應用方面取得重要進展，研製的鈮三錫固體傳導冷卻超導電子加速器在國際上首次實現穩定載束。

圖為固體傳導冷卻鈮三錫電子超導加速器

來自中國科學院高能物理研究所、清華大學、北京大學、中國科學技術大學、四川大學、中國科學院大連化學物理研究所的專家組聽取了項目組的研製與測試報告，對固體傳導冷卻鈮三錫超導電子加速器進行了現場測試。加速後的電子束最高能量達到4.6MeV，宏脈衝流強超過100mA。

圖為法拉第桶測量宏脈衝流強為~180mA的穩定加速記錄

據介紹，鈮三錫材料的超導轉變溫度是金屬鈮的2倍，是下一代射頻超導新材料的主要突破方向，也是射頻超導領域的前沿研究熱點與競爭制高點。鈮三錫的應用可以顯著降低熱負載，提高射頻超導加速器的運作溫度，並簡化其系統複雜程度。不僅能夠降低超導加速器對大型低溫系統的需求和運維成本，而且能夠促進射頻超導加速器實現小型化和工業化應用。

2018年起，中國科學院近代物理研究所在國內率先開展鈮三錫射頻超導技術研究，實現了鈮三錫超導薄膜從設備、機理到工藝的全過程。2022年以後，團隊得到先進能源科學與技術廣東省實驗室科研平臺項目的支援，完成了鈮三錫射頻超導技術的系統整合應用關鍵技術突破，在國際上首次完成了固體傳導冷卻鈮三錫超導電子加速器的成功研製與穩定載束。

此項成果為鈮三錫超導加速器的系統整合以及束流穩定加速提供了示範驗證，對於我國在下一代射頻超導技術領域實現從跟跑、並跑到引領的跨越具有重要意義。有助於我國抓住射頻超導技術擺脫液氦束縛邁入實用化這一歷史機遇，佔領工業加速器領域技術高峰。在廢水廢氣處理等環保領域、特種檢測設備等國家安全領域、同位素生産等醫療健康領域、保鮮殺毒等農業與生物領域具有廣闊的應用前景。

圖為專家組在加速器隧道內現場驗收