京城,西郊,ihep高能物理研究所。
這裡的地下,運行著中國第一台正負電子對撞機bepc。
在一間堆滿了圖紙和磁帶的檔案室裡,林遠見到了丁院士。他是中國加速器物理的泰鬥,也是ssicrobunching,穩態微聚束理論的堅定支持者。
“林遠,你想造工廠裡的光源?”丁院士看著林遠的方案,摘下眼鏡,擦了擦。
“是的。kbbf晶體產能太低,一年長不出幾塊。我需要一種能無限量產、波長可調、功率巨大的深紫外光源。”b是唯一的路。”丁院士指著牆上的原理圖。
“傳統的同步輻射光源,電子是隨機分布的,發出的光是非相乾的,功率低。而自由電子激光fe,電子是一次性通過,光強但不可持續。”b結合了兩者。它利用激光對電子束進行調製,把連續的電子流,切成一個個微小的電子束團。”或13.5n的整數倍。”
“當它們通過磁場時,所有電子同相位輻射,光強是傳統光源的一億倍!”
“理論很完美。”丁院士歎了口氣,“但工程是地獄。”s儲存環上做過驗證實驗,證明了原理。但要變成工業設備,有三座大山。”
第一座山,超導高頻腔srfcavity的加工精度。ittance”保持。
第三座山,低溫係統的工業化集成。
“隻要有一座翻不過去,這就是個隻會燒錢的鐵疙瘩。”
江州,特種裝備製造車間。
林遠沒有被嚇退。他把丁院士團隊請到了江州,並調集了江鋼最頂尖的焊接工人和機械師。
擺在他們麵前的,是製造加速器的核心心臟超導高頻腔。
它由高純铌製成,形狀像一串糖葫蘆。電子在裡麵被微波電場加速,獲得能量。
“铌材純度要求:rrr剩餘電阻率比>300。”王海冰拿著檢測報告,“我們從寧夏東方鉭業搞到了材料,純度沒問題。”
“問題是焊接。”
“超導腔由兩個半杯形狀的铌板衝壓而成,然後對焊。”
“焊縫必須平整到微米級。任何微小的焊瘤、氣孔,在低溫超導狀態下,都會成為發熱點,導致超導失超,整個係統瞬間癱瘓。”
“我們試了電子束焊接eb。”王海冰指著廢品區的一堆銀色金屬,“焊縫內表麵總是有微小的凸起。”
“用機械打磨?”林遠問。
“不行。铌太軟,機械打磨會嵌入雜質。”
“那就用電化學拋光。”
丁院士給出了方案。
“氫氟酸+硫酸,比例19。通電,讓铌表麵原子溶解。”
“但是,這對流場控製要求極高。如果酸液流動不均勻,表麵就會出現橘皮。”
一套全封閉的自動ep拋光機被搭建起來。
劇毒的混酸在管道中循環。a2。”
s。”
第一次嘗試。。不合格要求<100n。
“原因找到了。”汪韜分析了流體模型,“腔體是曲麵,陰極棒是直的。導致各處電場分布不均。”
“我們需要仿形陰極。”
“設計一個形狀和腔體完全匹配的陰極棒!而且要能旋轉!”
一周後。
改進後的陰極投入使用。
拋光結束。
。
“合格了!”
腔體造好了,接下來是往裡麵注入電子。
這需要一個光陰極電子槍。
用激光轟擊光陰極材料如砷化镓,打出電子。
“林董,出問題了。”李振聲教授看著示波器上的波形,眉頭緊鎖。
“電子束的發射度太大了。”
“什麼意思?”
“簡單說,就是電子隊伍散了。”
“電子帶負電。當一團高密度的電子被打出來時,它們之間有巨大的庫侖斥力。”
“這會導致電子團在飛行過程中迅速膨脹、發散。”b環裡形成微聚束,也就發不出相乾光。”
“我們需要把它們壓回去。”
“怎麼壓?”
“用磁場。”李振聲在白板上畫了一個複雜的磁路圖。
“螺線管透鏡。”
“在電子槍出口,加一個強磁場,把發散的電子束聚焦。”
“但是,這裡有一個矛盾。”
“要聚焦,磁場就要強。磁場強了,又會引入像差。”
“這就像相機的鏡頭,光圈大了,邊緣就會模糊。”
“我們需要一個完美的磁場分布。”
解決方案:
林遠看向了漢斯。
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ri核磁共振技術是全球最好的。你們的磁體設計軟件,能不能借我用用?”
“這個……”漢斯有些猶豫,“那是醫療部門的核心機密。”
“我拿啟明的ai醫療影像算法跟你換。”林遠拋出籌碼。
“成交。”
利用西門子的磁場仿真軟件,配合“盤古”的優化算法,團隊設計出了一種“非均勻繞組”的螺線管。
它產生的磁場,完美抵消了空間電荷效應,又沒有引入額外的像差。
電子束,被馴服了。
b光源需要超導磁體和超導腔,這意味著,整個係統必須運行在2k零下271.15度的極低溫環境下。
通常,這需要液氦。
“林董,這是個無底洞。”劉華美拿著財務報表,手在抖。
“液氦的價格已經炒到了每升300元。而且,中國極其缺乏氦氣資源,95依賴進口主要是美國和卡塔爾。”
“如果我們用傳統的浸泡式冷卻,這台機器每天要燒掉幾噸液氦。”
“而且,一旦美國斷供氦氣,我們的光源就廢了。”
“必須戒掉液氦。”林遠看著那龐大的低溫恒溫器。
“能不能用乾式製冷?”
“那是給小設備用的。”丁院士搖頭,“對於這種幾噸重的大科學裝置,乾式製冷機的功率不夠。”
“那就多級級聯。”
林遠提出了一個瘋狂的方案。