中国散裂中子源在2024年暑期维护期间，成功完成了质子束窗的首次更换。新研制的质子束窗通过了170kW的束流功率考验，运行状态稳定，标志着这一关键设备的技术水平得到了进一步提升。
质子束窗是连接加速器RTBT输运线与靶站的核心设备，采用我国自主研发的充气波纹管专利技术，实现上下游远程密封，确保加速器的高真空环境与靶站的氦气环境有效隔离。随着散裂中子源束流功率的逐步提升，原有质子束窗设计不能满足应用需求，设备更换需求愈加紧迫。2024年6月28日，经工程指挥部批准，对已稳定运行6年的质子束窗进行更换。新质子束窗由加速器技术部机械组负责研制，采用双层窗体结构，并在两层窗体之间增加水冷系统。相比原有设计，新质子束窗的设计功率从100kW提升至500kW，大大增强了设备的安全性，解决了中国散裂中子源功率升级的关键技术问题。
质子束窗的更换工作面临诸多技术挑战：质子束窗位于靶站高放环境的受限空间内，与之关联部件多，对真空密封要求极高；质子束窗经过长时间的运行，关键接口的实际状态存在不确定性。这些技术挑战使得更换过程变得尤为复杂。为了应对这些挑战，自2022年开始，遥控维护与屏蔽组和机械组就开始针对质子束窗更换进行准备。团队细化了每一个操作步骤，并进行了多次模拟演练，设计并测试了远程拆装工具，还为可能出现的意外情况制定了详细的风险预案。经过两年的反复优化，最终形成了一份详细的更换维护方案，并撰写了百余页的操作流程规范和安全管理文件。
自2024年9月2日启动质子束窗更换工作，团队成员紧密配合，全程历时20余天，成功完成更换任务。更换过程中，团队凭借着高度的专业素养和严谨的科学态度，攻克了多项技术难题，并严格遵循既定流程和安全规范，确保每个环节都精准无误。此次更换过程得到了东莞研究部、中国散裂中子源二期工程指挥部等各级领导的精心组织和科学指导，由中子科学部遥控维护与屏蔽组负责，加速器技术部机械组协助，同时得到了技术安全办公室、技术支持部、加速器技术部辐射防护组、真空组，中子科学部中子物理组、实验工艺组、氦容器系统以及运行组等相关部门及系统的大力配合。
10月11日，加速器重新开始供束，质子束窗运行平稳，标志着质子束窗首次更换工作圆满完成，不仅为装置的持续稳定运行提供了有力保障，也为未来提升束流功率奠定了坚实基础。
项目团队与新质子束窗安装前合影
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