时间：2022-12-30 02:43:01
来源：关注新华网
如果散射中子源是一个能清晰看到原子、分子位置和运动的超显微镜，那么有直线射频系统的直线加速器就是这个“超显微镜”的开始级。 线性射频系统的作用是为线性加速器提供能量。 也就是说，必须首先将带电粒子加速到足够的能量，才能使重金属靶碰撞产生中子，最终了解物质的微观结构。
出乎意料的是，这个能源供应源从开始开发硬件到最后完成，竟然花了12年。 风雨过后，必有彩虹，历时12年，让直线射频系统项目组蝶泳。 12年，直线无线系统的项目团队是如何一步步成长的？ 在成长的过程中有什么令人兴奋的过去？
CSNS工程直线射频系统负责人李健在美国CPI公司作为用户代表参加了接收实验
命运成就了今天
中国散裂中子源( CSNS )工程直线射频系统负责人李健于1994年进入高能所，从事直线射频相关技术工作，但仅限于高能所非主线项目的运行值班。
1998-2000年，是高耗能站最困难的时期，面对方向的选择，陈和生院士临危受命担任所长，努力上马BEPC北京正负电子对撞机改造项目。
当时，作为一名不满30岁、刚刚被选为中级职称的工程师，李健想从事有意义的工作，但摆在眼前的现实令人烦恼。 由于当时他所在的研究室不是主要研究项目，面临着取消调整的危机，待遇低下，加上家庭人口多，妻子很快就有了生产住房等一系列困难，各种因素使他感到失望，情绪萌发。
李健没办法，给当时担任高能物理研究所所长的陈和生写了邮件。 这封邮件改变了他的人生轨迹。 李健说，写这封邮件的真谛只是想倾诉自己的烦恼和想法。 在当时高能所的困难局面下，作为管理一千多人的组长，陈所长一天管理一万架。 而且，因为自己是马上被撤部门的员工，高能所的住宅资源有限，所以没能期待所长的回复。 让他意外的是，陈所长真的回复了邮件，信中鼓励他竭尽全力解决他的实际困难，继续贡献能干。 这个邮件让李健非常感动。 我相信他只是自尊心和事业心受到陈所长保护的众多年轻人之一。 李健从此下定决心，不辜负陈所长的期待，尽可能多做贡献。
10年后，李健加入了分裂的中子源团队，工作到这项工程结束，实现了最初的愿望。 通过这些年的共事朝夕相处，李健眼中的陈院士不仅是一位治学严谨的学者，更是一位“治军”的亲切工程指挥。 虽然已经七十高龄，做过多次心脏手术，但陈院士始终不顾疲劳和身体不适，奋力深入施工一线，在控制大局的同时，帮助一线科研人员解决实际问题。
“他从未对我们生气，但我们心中总是自发地有十万种紧迫感，敦促我们抓紧时间工作。 我觉得这也是陈院士独特的人格魅力。 ”李健说。
瞄准目标竭尽全力
中国散裂中子源装置由直线加速器、环形加速器、靶站光谱仪等三大部分组成。 从结构上来说，首先是直线加速器将负的氢离子加速到一定的能量，然后这些负的氢离子剥掉两个电子得到质子，注入环状加速器加速到更高的能量后，引出这些高能质子
例如，如果你把一个垒球用力扔进装球的篮子里，几个球就会马上飞出，更多的球会反弹出去。 打靶的分裂反应与这个过程相似，每个与原子核作用的质子可以敲击20-30个中子，被敲击的中子可以作为探针探测研究对象，了解物质的微观结构。
“可以把裂变中子源看成一个‘超级显微镜’，有助于科学家在原子、分子尺度上清楚地看到原子、分子的位置和运动，揭示物质的微观结构和运动规律。 由于中子具有不带电、有磁矩、穿透性强的特性，中子散射成为研究物质结构和动力学性质的最理想工具之一。 中国分裂中子源的建设使我国成为世界上第四个拥有分裂中子源的国家，大大提高了我国在基础研究和高技术研究领域的国际地位，期待在许多尖端科学和应用领域取得突破。 ”
李健表示，直线射频系统是CSNS项目中的重要系统设备之一，功能是为直线加速器提供能量。 功率与能量相对应，功率源必须能够输出足够的功率，才能为加速器提供足够的能量。 “在所有电源设备中，关键设备之一是‘速调管’，该设备长五米，重四吨，可放大数十瓦功率至3000千瓦，国外技术成熟。 与速调管工作相匹配，需要毫秒级长脉冲、10万伏高电压级调制器和高压电源设备，该技术当时在国内还不成熟。 ”
当时，散射中子源总体费用高昂，经费紧张。 在工程项目前期研究之初，直线射频系统项目组提出了只进口速调管，国内自行开发调制器和高压电源等关键设备的技术路线，旨在节约经费，保证技术先进性。
在大量查阅国内外技术文献资料后，根据国内行业技术水平，直线射频系统项目组提出了当时国内外尚未采用的速调管高压电源设计方案——“交流谐振充电、脉冲放电”的新型脉冲高压电源设备。 它被称为“串联谐振高压电源”，与国外线路结构复杂的设备相比，该方案具有结构简单、效率高、运行可靠、故障率低、维护方便等优点。
据悉，由于该预制研究于2005年底开始，直线射频系统项目组是我国分裂中子源项目最先开始硬件预研工作的项目组。 2008年6月，高压电源性能样机研制成功，并经过进一步改进定型，最终应用于CSNS正式设备批量生产，在CSNS调试调试调试调试调试过程中性能优良，各项指标优于设计要求，特别是在CSNS正式运行后，通过长时间连续运行的实践
承受压力解决故障
2014年，CSNS隧道土建工程比原计划延期了一年多。 为了确保2017年秋季CSNS达到目标，工程管理部调整施工时间计划，设施安装调试和土建施工并行，决定先在地面大厅安装调试设备，地下隧道完工后再安装，加倍工作量，挽回宝贵时间。
这个计划的任务落实到各个项目小组，大家都感到很沉重。 李健说，根据分裂中子源总体工程计划安排，直线加速器必须首先完成调试。 如果不这样做，后面的工程进度就会堵塞。 工程进度是一个环节，直线加速器调试的前提条件是直线射频系统设备必须更快完工。
“就在这个时候，我们发现从国外购买的电源的关键设备——速调管发生了真空泄漏故障。 速调管是直线加速器的核心设备，一旦出现问题将成为整个工程的致命瓶颈。 ”CSNS共购买了4根进口调管，陈和生院士知道这种情况后，担心其他调管会发生同样的问题。 殊不知，国外厂家专家赶到CSNS现场测试检测时，所有速调管都要陆续发现真空泄漏问题，送回国外厂家维修，此前国际上各实验室采购的速调管从未遇到过这种情况
2014年至2018年，随着调速阀设备返修调试流程的改变，CSNS工程计划进行了多次重大调整。 据统计，原计划安装4台调节在线运行的速调管即可，但在返修和安装调试过程中出现了各种问题，截至施工结束，直线射频系统项目组共安装调试12台速调管，工作量是原计划的3倍
压力最大的时候是在调速管的高电压接通中发生振动问题的时期，当时是2015年，用国产的调制器和高压电源设备对从美国进口的调速管进行电驱动。 技术指标要求施加11万伏的电压，但施加7万5千伏的电压会发生严重的振动现象，无法工作。
当初，外方的技术人员怀疑故障的发生源来自国内开发的设备，是国产设备和进口速度调整管合作后才发现的问题。 这急剧增加了直线射频系统的项目组压力，外界指出，这表明国产设备的开发失败。 李健说，项目组顶住压力，冷静判断，最后通过特殊测试实验方法确定振动源来自速调管，外方技术人员最后也认可了这个结论，经过速调管改造，最终解决了振动故障。
紧接着，遇到调速阀高压起火问题，直线射频系统项目组不得不在现场冒险拆开调速阀阴极电子枪的高压绝缘油缸进行故障排除，一旦操作失误，将造成真空泄漏的巨大损失。 这是国内外其他实验室也前所未有的特殊情况。 经过缜密的处理，直线射频系统项目组掌握了“速调管缸——拆卸、高压绝缘陶瓷——安装、缸注油——打击器耐压、熟练”的一系列流程，速调管高压起火故障直线射频系统项目组也在速调管设备方面接受了专业化的培训，为解决今后面临的速调管运行维护问题奠定了良好的基础。
2017年底，为了保证CSNS工程能在2018年按期通过国家验收，直线射频系统项目组启动了整个CSNS工程硬件设备的最后一场攻坚战——，搭建了调速调管测试台，并对CSNS工程最后一次购置的两根速调管进行了验收测试
李健在CSNS通过国家检查举行的庆祝会上说
经过两周的昼夜奋战，直线射频系统项目组已完成全部安装调试任务，在时间紧、任务重的前提下，全组人员奋力攻坚，每天连续工作14-16小时，兼顾CSNS加速器24小时外出运行终于在2018年春节前圆满完成了所有任务，为CSNS加速器速调管电源的稳定运行提供了有力的保证也标志着CSNS工程
坚定信念埋头苦干
从2005年底到2018年春节，经过前后12年多的时间，直线射频系统项目组在整个CSNS项目中首先开始了硬件的研发，最后完成了工程任务。 特别是2014-2017年，据李健介绍，全组曾连续三年半保持较高强度的工作状态。 加班加点黑暗，周末无休几乎成为常态，不断努力尝试，反复失败和失望，再不断努力改进，克服了许多困难，最终保证了CSNS加速器调光、打靶的顺利进行。
2018年8月23日，CSNS终于完成国家验收，工程各项指标达到或优于批准的验收指标，参加工程项目的人们获得了成功的喜悦。 作为参赛团队的成员，为了这一天，直线射频系统项目团队的每个人都付出了巨大的心血和牺牲。 最早参加CSNS项目的有工程经验的同志是北京籍员工，远离家人独自来东莞工作，无法照顾北京家中的老人和孩子的学业。 家人理解这一点，默默地支持着。
这几年春节会遇到重要的工程时间节点。 作为系统负责人，李健三个春节都是留在东莞度过的。 最让我感动的是，大部分直线射频系统项目组的同事也自告奋勇加班，争分夺秒。
在施工繁忙时期，直线射频系统项目组在两条战线同时开展工作，一方面是CSNS加速器24小时倒班，一方面是其他电源的安装维护调试工作，有时根据工作需要连续奋战24小时以上。 在一次速调管调试中，有同志上夜班后不休息，第二天白天继续工作，攀登时不慎从梯子上滑下受伤，面部挫伤，折断两颗门牙。 只是，接受了两天的医疗后，马上带着伤回到工作岗位继续战斗。 团里还有两个单身年轻员工因为加班任务繁重，把原本安排好的结婚日期都推迟了。 这样的事例还有很多。
想起这几年的努力和努力，很多人流下了眼泪。 支撑直线射频系统的项目团队下来，被认为是坚定不移的国家必胜信念和作为“螺丝钉”的一心一意、不屈不挠的精神。 组里的同事都同样辛苦，但没有人抱怨，大家都付出了很大的牺牲，但每个人都认为这些付出是值得的。 个人的作用在整个工程中只是一个“螺丝钉”，但功在必有我。 这种螺丝钉的精神已经深深扎根于直线射频系统项目组所有人的心中，将来也会传承下去。
抓住机遇多出成果
加速器射频功率源系统不能直接应用于生产生活场景，但只要有加速器应用场景，射频功率源是必不可少的。 是加速器的核心设备。
据介绍，加速器应用非常广泛，大到尖端的大科学装置，如高能物理基础研究用的北京正负电子对撞机、设计中的未来100公里周长的环形正负电子对撞机( CEPC )以及多学科应用研究用的散射中子源等均是“国家珍宝” 对于小得工业使用的照射加速器，照射后电缆的绝缘性能将大幅提高。提高、可获得食品可长时间保存、种子变异抗性强、产量高的新品种等。 特别是最近，中子治癌、质子治癌、重离子治癌等国际研究备受关注的医用粒子治疗加速器，有望为人类克服癌症提供强有力的治疗手段。 射频电源系统技术为这些加速器应用提供了基础设备。
直线射频系项目组取得今天的成绩，李健有两点最深的感受，一是团队力量最重要。 二是能在困难面前承受，不放弃。 “我们目前从事的射频技术研究领域是加速器研究领域的核心技术方向之一，未来将更加致力于培养年轻人，让他们尽快成长成为关键业务核心，同时努力营造良好的学术氛围，无论工程建设多么紧张，都要让年轻人获得经验(文/赵秋玥() ) ) )。
