近代物理所研制的强场Nb3Sn-NbTi混合型超导聚焦螺线管测试成功
2016年05月03日
来源: 近代物理所 (中国科学院近代物理研究所)
近代物理所研制的超导直线段的强场Nb3Sn-NbTi混合型高场超导聚焦螺线管于4月25日顺利完成测试。
现有的质子和重离子超导直线加速器普遍采用NbTi超导螺线管作为聚焦元件,由于临界磁场的限制,在4.2K温度下,中心磁场最高仅能达到9T左右。由于重离子直线加速器的物理要求及空间限制,需要缩短磁铁尺寸,增强磁铁磁场,这为束流动力学的优化带来更大的自由度。因此,采用Nb3Sn和NbTi混合磁体的设计是一种具有优势的方案。
近代物理所研究人员设计的磁体中心磁场为10T,孔径30mm,沿轴向距离中心260mm处漏场小于240Gauss。整个磁体由一个Nb3Sn主线圈、一个NbTi主线圈以及两个NbTi屏蔽线圈组成。图1为绕制完成后的超导磁体。
测试过程中,磁体由电源励磁一次性达到了设计值122安培,同时中心磁场达到10.12T,没有发生失超。磁体的励磁曲线如图2所示,表明该磁体总体结构合理,线圈结构稳定、绕制与固化工艺优良。磁体的轴向磁场分布见图3,轴向每隔5mm取一个采样点,通过与计算值的比较,测量值与计算值相对吻合,并且在180mm处将轴向磁场屏蔽到5Gauss,远远优于设计要求(260mm处漏场小于240Gauss),表明该超导磁体磁场设计合理。
该超导螺线管的成功研制,为Nb3Sn混合超导磁体应用于新加速器提供了技术基础,为以后研制更高磁场的超导磁体提供了非常有用的工程经验。
责编 :宋超