核廢料處理問題是核能發展需要解決的關鍵問題之一，加速器驅動次臨界系統（ADS）是解決核廢料問題的一種非常有效的方法。國際上沒有高功率ADS原理驗證裝置，高功率連續波強流質子加速器和相應的散裂靶是ADS的驅動器。連續波強流質子加速器是解決重大科學問題、國家重大需求以及國民經濟重要問題的關鍵工具，也是未來先進加速器研究的前沿方向之一。

何源團隊

超重元素合成、放射性束工廠、高通量加速器、中微子工廠、加速器驅動的核廢料嬗變、先進核裂變能、裂變聚變用材料輻照、放射性同位素生產等領域，對從幾十千瓦到幾十兆瓦的高功率離子束提出了迫切需求。而可靠的高功率密度散裂靶也同時是這些裝置的“咽喉”技術，其運行功率密度、運行壽命、對加速器失束的要求，決定了整個裝置的性能。

目前國際上還沒有運行的連續波強流加速器，低能強流束的穩定可靠傳輸與加速，以及可穩定承受十兆瓦功率的散裂靶仍是世界性難題。

在國家自然科學基金“先進核裂變能的燃料增殖與嬗變”重大研究計劃的支持下，來自中科院近代物理研究所、中科院高能物理研究所、清華大學、北京大學和中科院上海應用物理研究所的課題組，在ADS驅動器研究中取得代表性成果，連續波強流超導直線加速器高功率調試實現國際領先；原創提出並原理驗證全新高功率散裂靶技術路線。

2017年，由中科院先導專項支持研製的國際首台ADS超導直線加速器25MeV前端示範樣機（CAFe）建成。中科院近代物理研究所何源牽頭的項目組基於CAFe加速器研究平台，逐步實現了2毫安連續波強流低能離子束的穩定傳輸與加速。該成果是國際ADS加速器的一個里程碑，驗證了RFQ和HWR超導腔穩定加速10mA連續波質子束的可行性，並在穩定運行高功率連續束流方面積累了大量第一手的經驗，創造了目前國際上連續波強流超導直線加速器所達到的最高束流功率和最長運行時間紀錄。另外，項目組提出並驗證了基於等離子體、氦清洗等多措施複合的HWR超導腔在線恢復技術，首次在測試平台實現低beta超導腔性能下降的恢復。該方法可將超導腔性能恢復時間從6個月縮短到20天以內。

中科院近代物理研究所王志光牽頭的項目組在新科學平台及散裂靶研究方面取得代表性成果。該項目組提出原創概念顆粒流散裂靶，開發出自主知識產權的基於顆粒流靶的ADS設計模擬程序，並建立了國際首台顆粒流散裂靶原理樣機，驗證了顆粒流散裂靶關鍵技術。上述研究成果和數據被用於CIADS裝置物理方案優化設計、創新性ADS系統—加速器驅動陶瓷快堆（ADCFR）的概念設計。