高能所提名项目“大型粒子加速器多频段高性能超导腔系统自主创新研发及工程应用”荣获北京市科学技术进步奖一等奖

11月19日，全市科技大会暨科学技术奖励大会在北京会议中心举行，会上公布了2023年度北京市科学技术奖奖励名单，由中国科学院高能物理研究所提名的“大型粒子加速器多频段高性能超导腔系统自主创新研发及工程应用”项目荣获北京市科学技术进步奖一等奖。

射频超导腔是大型加速器的核心，其作用是加速带电粒子达到目标能量和流强，也称之为加速器的“心脏”或“发动机”。采用超导腔是国际上大型加速器的发展趋势，因其显著优势，在世界上运行和筹建中的基于高能强流粒子加速器的大科学装置几乎都采用了超导腔系统，如各类先进光源、对撞机等。然而，高性能超导腔技术极具挑战性，是国际上竞相发展的前沿技术。经过十余年的攻关，高能所潘卫民研究员团队自主研发了覆盖主要频段的超导腔，提出并实施了创新思想及方案，取得了一系列国际领先的创新成果。

该团队提出了将中温退火技术应用于国内外使用最为广泛1.3 GHz 9-cell超导腔的创新思想，并成功用于超导腔的具体研发中，最终1.3 GHz 9-cell和650 MHz两种超导腔在性能方面取得了重大突破和创新成果，超导腔品质因数测试结果处于国际领先，超导腔加速梯度测试结果达到国际一流水平，在国际上产生了重要影响。这项成果具有完全自主知识产权，使我国高性能超导腔技术跨入世界前列，而且已用于我国基于高品质因数超导腔的加速器建造，被我国的高重频自由电子激光装置和大型环形正负电子对撞机(CEPC)以及国外超导加速器设计方案所采用。

团队主研发的国内首个500 MHz超导高频腔系统，性能指标达世界领先，并成功应用于北京正负电子对撞机(BEPCII)上替代了原进口超导腔，现已长期稳定运行7年。这是国内唯一一套用于大科学装置长期稳定运行的国产超导腔系统，标志着我国已全面掌握了500 MHz超导腔系统的相关技术，拥有完全自主知识产权，令我国跻身于世界少数能够研制此类超导腔的国家之列。累积的经验后来被应用在极低β 强流连续束325 MHz轮辐型质子超导腔的研发中，成功研制了世界首台极低β 轮辐超导腔及强流连续束质子加速器，被国外称之为重要里程碑，有力支撑了加速器驱动嬗变装置、散裂中子源二期等大科学装置的建设。

该成果发表论文60余篇，获专利10余项。多项核心技术已应用于国内外基于加速器的大科学装置中，特别是在怀柔科学城最大的国家科学基础设施高能同步辐射光源(HEPS)和北京市首批五个交叉平台之一“先进光源研发于测试平台(PAPS)”中，超导腔系统技术得到了充分的应用和创新发展，提升了怀柔科学城的科技实力和国际影响力，并建设了一支经验丰富、具有创新思想和能力的专业技术队伍。