美国“天蝎座”加速器集成测试取得进展，LLNL完成首批可更换单元交付

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)已向内华达国家安全基地(NNSS)的综合测试台(ITS)交付首批220个可更换单元(LRU)，并向NNSS地下设施——亚临界实验主地下实验室(PULSE)交付首批100个LRU。两批硬件交付分别于2025年9月和2026年1月完成，标志着美国下一代直线感应加速器“天蝎座”(Scorpius)的集成测试工作进入新阶段。

图片：NNSS

“天蝎座”加速器由多个国家实验室联合设计建造，长度超过100米，计划用于次临界实验中的高精度诊断。该装置将通过精确定时的X射线成像，帮助科研人员研究相关材料在特定实验条件下的行为。

此次交付的LRU属于加速器脉冲功率硬件，可提供短促而强大的能量脉冲，用于驱动产生X射线的电子束。其设计采用LLNL开发的固态脉冲功率方案，可对加速器脉冲形状、宽度和间隔进行精确控制。模块化结构也使这些单元能够较为便捷地更换或互换，从而提升系统运行的灵活性和可靠性。

按照计划，“天蝎座”加速器最终将配置近1000个LRU。首批220个单元将用于ITS供电。ITS是该加速器首个系统级测试平台，项目团队将在此组装、调试并测试由桑迪亚国家实验室设计制造的注入器，同时验证前两个加速器模块性能，再推进地下安装和后续建设。

项目团队表示，LRU交付经历了多年设计、原型研制、新生产线启动以及供应商质量验证。每个LRU均需经过功能测试和机械检验，以确认组件符合性能要求。相关采购和工程团队还与多家分包商及供应商协同，管理大量零部件供应与质量控制，确保生产按计划推进。最后一项ASD Scorpius LRU合同已于近期授出，生产工作预计持续到2027年初。

在供应商生产LRU的同时，LLNL还完成了用于ITS集成工作的中间件交付。该中间件由实验室自主开发，负责连接LRU集群与加速器控制系统，并同步其计时和能量输出。

“天蝎座”项目由洛斯阿拉莫斯国家实验室、桑迪亚国家实验室、国家核安全中心和国家核安全管理局合作推进，LLNL承担脉冲功率相关工作。随着生产硬件和中间件陆续到位，项目团队将继续开展系统集成测试，并推进后续运行准备。