[00142422]650MHz/150kW固态发射机

安全高效地发展核能是解决我国未来能源供应、保障经济社会可持续发展的战略目标。由于加速器驱动次临界系统（ADS）具有安全性、清洁性和经济性,被国际社会公认为最有前景的技术途径,其原理是利用嬗变安全处置长寿命核废料。“十二五”期间,由中科院牵头的 “ADS先导科技专项”建造了ADS超导直线加速器,研发并验证加速器关键技术,总耗资17.8亿元。中科院高能所ADS强流质子直线加速器射频功率源系统采用全固态设计,全固态发射机是一种由半导体晶体管放大器组成的射频功率源,具有寿命长、稳定性好、可靠性高、易于维护和设计灵活等特点,广泛应用于广播电视发射、数字电视接收、移动通讯、国家防御及军事通信、大型粒子加速器等大科学装置中。 ADS主加速器采用650MHz/150kW固态发射机是目前国内输出功率最高的固态功率源系统,在各项指标上需达到或超过国际同类水平,同时在可靠性、稳定性和抗全反射等指标上提出了更加严苛的要求。对于如此高的功率,国际上也属尖端和垄断技术,技术复杂,研制难度很大。在ADS项目研制过程中,高能所科技人员不惧困难,决定迎难而上、联合攻关。制定“安全、稳定、可靠、长寿命、便于维护”方案设计原则,定时召开项目调度会,研究推进项目布署,解决重大技术问题;特别注重了抓好性能指标的分解工作、研制方案的拟制工作、关键技术的攻关工作以及重要环节的监督工作。 650MHz/150kW固态发射机主要有如下优点：采用可插拔模块化设计提高了固态功率源设计的灵活性和可维护性;采用冗余设计提高了固态功率源的稳定性和可靠性;单个功放模块内部自带环形器和吸收负载可确保模块之间相互隔离和整机抗全反射能力。因此全固态功率源的应用,可有效降低射频功率源系统故障率,保障整机在长期不停机的情况下稳定运行。650MHz/150kW固态发射机主要包括前置放大器、大功率功放模块、功率合成与分配网络、电源系统、水冷系统、控保系统及相应的机械结构等。由于加速器腔体属于动态负载（谐振结构及温度漂移等因素）,各功率模块的隔离特性要求较高,系统故障的瞬间功率会全反射至发射机,会对功率源系统造成冲击,因此需发射机具备承受满功率全反射的能力。鉴于加速器自身的特点,功率源系统的幅度、相位和频率设计都必须具备高精度和高可靠性。同时,要求设备具有自我检测、报警指示、保护及快速恢复等功能,可通过本地控制和远程控制实现对设备的监测与控制。 650 MHz/150 kW固态发射机成功研制为ADS强流质子加速器奠定了坚实的基础,为我国未来大科学装置如北方光源等储备了关键技术。它有力地推动了国内全固态射频功率源产品的发展,使之处于国际领先地位,同时满足国内高频微波领域的国家战略和经济需求,也将我国固态发射机国际地位大幅提升。