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FECR超導(dǎo)離子源的Nb3Sn樣機(jī)螺線管達(dá)到設(shè)計指標(biāo)

  

  7月19日,國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項目低能量強(qiáng)流高電荷態(tài)重離子研究裝置LEAF項目關(guān)鍵設(shè)備FECR超導(dǎo)離子源Nb3Sn磁體螺線管樣機(jī)成功完成勵磁測試,勵磁電流達(dá)到預(yù)期目標(biāo)800 A。這標(biāo)志著近代物理所在Nb3Sn超導(dǎo)磁體的研制方面邁出重要一步,為FECR磁體整機(jī)的研制積累了寶貴的工程經(jīng)驗。 

  FECR超導(dǎo)磁體由六個六極線圈和四個螺線管構(gòu)成,其中注入端有效工作磁場高達(dá)6.4 T。該磁體的全部線圈均采用高場Nb3Sn線材繞制,由于Nb3Sn線材需要經(jīng)過熱處理才能表現(xiàn)出超導(dǎo)性,且經(jīng)過熱處理后的Nb3Sn線圈呈現(xiàn)脆性,因此熱處理工藝的好壞和線圈預(yù)應(yīng)力的準(zhǔn)確控制決定了磁體的最終性能。為了檢驗Nb3Sn線圈的加工工藝,驗證磁場、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及失超探測與保護(hù),加工并測試了FECR磁體的樣機(jī)螺線管。 

  樣機(jī)螺線管線圈采用單股?1.43 mm高場Nb3Sn線材繞制,內(nèi)徑為?336 mm,外徑為?430 mm,厚度為30 mm。根據(jù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計,最大工作電流800 A,此時中心磁場為2.2 T。測試過程中,線圈勵磁到800 A未發(fā)生失超,表明磁體設(shè)計合理,加工及熱處理工藝控制到位,為后續(xù)正式磁體的研制奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 

 

  待測試樣機(jī)超導(dǎo)螺管 

 

  測試達(dá)到800 A設(shè)計指標(biāo),未失超