京城,西郊,Ihep高能物理研究所。
这里的地下,运行着中国第一台正负电子对撞机Bepc。
在一间堆满了图纸和磁带的档案室里,林远见到了丁院士。他是中国加器物理的泰斗,也是ssmBsteady-stateminetg,稳态微聚束理论的坚定支持者。
“林远,你想造工厂里的光源?”丁院士看着林远的方案,摘下眼镜,擦了擦。
“是的。kBBF晶体产能太低,一年长不出几块。我需要一种能无限量产、波长可调、功率巨大的深紫外光源。”
“ssmB是唯一的路。”丁院士指着墙上的原理图。
“传统的同步辐射光源,电子是随机分布的,出的光是非相干的,功率低。而自由电子激光FeL,电子是一次性通过,光强但不可持续。”
“ssmB结合了两者。它利用激光对电子束进行调制,把连续的电子流,切成一个个微小的电子束团。”
“这些束团的长度,正好是光波长193nm或13。5nm的整数倍。”
“当它们通过磁场时,所有电子同相位辐射,光强是传统光源的一亿倍!”
“理论很完美。”丁院士叹了口气,“但工程是地狱。”
“清华大学和我们在德国的mLs储存环上做过验证实验,证明了原理。但要变成工业设备,有三座大山。”
第一座山,导高频腔sRFcavity的加工精度。
第二座山,电子束流的“射度emittance”保持。
第三座山,低温系统的工业化集成。
“只要有一座翻不过去,这就是个只会烧钱的铁疙瘩。”
江州,特种装备制造车间。
林远没有被吓退。他把丁院士团队请到了江州,并调集了江钢最顶尖的焊接工人和机械师。
摆在他们面前的,是制造加器的核心心脏导高频腔。
它由高纯铌制成,形状像一串糖葫芦。电子在里面被微波电场加,获得能量。
“铌材纯度要求RRR剩余电阻率比>3oo。”王海冰拿着检测报告,“我们从宁夏东方钽业搞到了材料,纯度没问题。”
“问题是焊接。”
“导腔由两个半杯形状的铌板冲压而成,然后对焊。”
“焊缝必须平整到微米级。任何微小的焊瘤、气孔,在低温导状态下,都会成为热点,导致导失,整个系统瞬间瘫痪。”
“我们试了电子束焊接eB。”王海冰指着废品区的一堆银色金属,“焊缝内表面总是有微小的凸起。”
“用机械打磨?”林远问。
“不行。铌太软,机械打磨会嵌入杂质。”
“那就用电化学抛光。”
丁院士给出了方案。
“氢氟酸+硫酸,比例1:9。通电,让铌表面原子溶解。”
“但是,这对流场控制要求极高。如果酸液流动不均匀,表面就会出现橘皮。”
一套全封闭的自动ep抛光机被搭建起来。
剧毒的混酸在管道中循环。
“电流密度5omacm2。”
“温度3o度。”
“流5ms。”
第一次尝试。
失败。表面粗糙度Ra=2oonm。不合格要求<1oonm。
“原因找到了。”汪韬分析了流体模型,“腔体是曲面,阴极棒是直的。导致各处电场分布不均。”
“我们需要仿形阴极。”
“设计一个形状和腔体完全匹配的阴极棒!而且要能旋转!”
一周后。
改进后的阴极投入使用。