反常趋肤效应与低温条件下铜腔运行

基于球形费米面并采用等效趋肤层模型的几何模型，可计算与腔壁中射频功率损耗相关的表面电阻。推导了该传导电子模型在趋肤层中的精确解。将其与测量结果以及由 Reuter、Sondheimer 和 Chambers 提出的传统扩散模型的预测进行比较。重点放在与离子直线加速器加速相关的频率上。在高达 GHz 量级的频率下，当电子自由程约为经典趋肤深度的五倍时，几何模型给出的电阻值高出至多 15%。尽管两种模型的假设差异很大，但结果彼此接近。构建了一个由块体铜制成的 340 MHz 测试腔。在腔体升温阶段于液氦低温恒温器中进行了品质因数测量。该腔体在仅抛光块体铜表面后首先进行了测量。下一步对该表面进行镀铜。在 400 摄氏度退火一小时后，达到约 120 的相应 RRR 值。预计在约 40 摄氏度低温下运行的铜腔离子直线加速器将实现有吸引力且紧凑的未来直线加速器设计。关于脉冲运行下热传导的仿真给出了有前景的结果。