Le Source de Neutrons par Spallation de Chine (CSNS) achève d'importantes installations d'équipements par étapes et la puissance du faisceau dépasse 200 kW

Afin de minimiser l'impact sur l'exploitation des utilisateurs, le projet de phase II du Source de Neutrons par Spallation de Chine (CSNS-II) profite chaque année de la fenêtre d'arrêt estival pour procéder à l'installation des équipements de la phase II. Durant l'arrêt estival de cette année, l'équipe du projet a achevé l'installation et la mise en service des équipements de la partie frontale de l'accélérateur linéaire, de l'ensemble des modulateurs solides, ainsi que de la troisième cavité magnétique en alliage du synchrotron à cycles rapides. À ce jour, tous les équipements de l'accélérateur CSNS-II, à l'exception de l'accélérateur supraconducteur, ont été installés. Après près d'un mois de réglage du faisceau, le 20 octobre 2026, la puissance du faisceau de l'installation a dépassé 200 kW et celle-ci est officiellement entrée en exploitation pour les utilisateurs, soit le double de la puissance de faisceau de conception de la phase I. Il s'agit également d'un jalon important de la construction du CSNS-II, fournissant une validation clé pour atteindre l'objectif de 500 kW de la phase II.

Cette campagne de réglage du faisceau sert à la fois à l'amélioration des performances d'exploitation du CSNS et à la validation de la feuille de route de montée en puissance du CSNS-II. La variation des paramètres des équipements, conjuguée aux effets de charge d'espace et aux instabilités d'impédance du faisceau, accroît encore la difficulté de l'adaptation matérielle et du contrôle des pertes de faisceau dans des conditions de haute puissance.

Pour les sections clés telles que le RFQ et le MEBT, mises en service pour la première fois après la rénovation et l'extension de l'accélérateur linéaire, l'équipe de l'accélérateur a procédé au réglage des paramètres et à l'adaptation du faisceau, améliorant progressivement la stabilité du faisceau de l'accélérateur linéaire et créant les conditions d'un réglage à haute puissance.

Sur cette base, la réduction des pertes de faisceau et l'amélioration du taux de transmission du faisceau restent essentielles pour garantir le fonctionnement stable du synchrotron. Autour du contrôle des pertes de faisceau dans des conditions de haute puissance, l'équipe de l'accélérateur a procédé à d'importants ajustements et optimisations du mode d'exploitation, résolvant le problème d'instabilité collective du faisceau, l'indice de densité du faisceau dépassant le niveau le plus élevé des accélérateurs comparables à l'international ; tout en augmentant la puissance, les pertes de faisceau ont été encore réduites.

L'équipe de la station de cible de neutrons du CSNS a achevé le 25 septembre l'installation et la mise en service de la huitième cible (T8). L'équipe a conçu un nouveau schéma de dissipation thermique adapté aux conditions d'exploitation à 200 kW et ajouté des moyens de surveillance et d'analyse de la température des plaques de cible, fournissant une validation expérimentale clé pour la conception de la cible haute puissance du CSNS-II. Sur la base de calculs thermiques affinés du système cible—modérateur—réflecteur, l'équipe a optimisé la distribution en hauteur du spot de faisceau sur la surface de la cible, amélioré les conditions d'exploitation du système cryogénique et du système de refroidissement à eau de la station de cible, garantissant le fonctionnement sûr et stable du système de cible à une puissance de faisceau de 200 kW.

Les 11 spectromètres à neutrons du CSNS officiellement ouverts aux utilisateurs ont achevé, durant l'arrêt estival de maintenance, l'entretien des composants clés tels que les chambres de diffusion, les choppers, les détecteurs et l'environnement des échantillons. À une puissance de faisceau de 200 kW, les spectromètres offriront aux utilisateurs un faisceau de neutrons de meilleure qualité, des méthodes de mesure plus efficaces et des conditions expérimentales plus riches, soutenant la bonne mise en œuvre des tâches prioritaires du CSNS et des projets des utilisateurs.

La campagne de réglage du faisceau a coïncidé avec les vacances de la Fête de la mi-automne et de la Fête nationale ; les postes clés tels que la salle de contrôle centrale et les équipes d'astreinte d'exploitation et d'urgence ont fonctionné en rotation, les chercheurs et le personnel d'exploitation restant en première ligne pour assurer la continuité des travaux de réglage, aboutissant finalement au fonctionnement stable du CSNS à une puissance moyenne de 200 kW et à la fourniture officielle du faisceau aux utilisateurs.

Ce réglage à 200 kW a validé les schémas techniques concernés, vérifié la feuille de route de montée en puissance du CSNS-II et permis d'accumuler une précieuse expérience pour les travaux ultérieurs de réglage visant à porter l'énergie du faisceau de l'accélérateur linéaire à 300 MeV.

Actuellement, le calendrier du CSNS-II est achevé à près de la moitié et la construction du projet progresse favorablement. Les travaux de génie civil et d'installation se sont achevés avec succès fin septembre, l'équipe du projet ayant réalisé les travaux d'extension dans les conditions complexes de la zone des installations déjà en service de la phase I. Le 15 octobre, l'équipement central du système cryogénique de l'accélérateur——le réfrigérateur à hélium 2 K de classe 1 kW——a été installé avec succès. Prochainement, l'équipe du projet continuera de coordonner et de promouvoir l'installation et la mise en service des équipements, afin de garantir l'achèvement du projet de phase II dans les délais et avec une haute qualité. Une fois le projet de phase II achevé, les performances du faisceau de neutrons seront considérablement améliorées et les capacités de recherche multidisciplinaire de pointe seront élargies, offrant à notre pays une plateforme de science neutronique de plus haut niveau pour la recherche fondamentale et les percées technologiques dans les domaines des sciences des matériaux, des sciences de la vie et de l'énergie.