新近研制的几种超导磁体材料

为满足我国高能加速器对脉冲超导磁体材料的需要,我们已研制成功11股三元NbTi复合线的绞缆扁带,其参数如下:尺寸为1.35×4.30mm~2,股数:11,股线直径:φ0.75mm,长度:340m。股间绝缘:sn-5％Ag,填充因子,0.8。短样品在(5T)磁场载流3400A。电流密度达到1.9×10~5A/cm~2。在研制过程中,我们制造了新型绞缆机,解决了绞制成型,股间绝缘和热处理等项工艺,探索了各种工艺条件对载流能力的影响。     

NbTi超导缆绝缘工艺温度下电阻率的研究

超导线圈绝缘固化可以通过给超导线圈中超导缆通入电流,以超导缆自身产生的焦耳热对线圈加热,得到线圈绝缘工艺所需的温度;同时将CICC导体中Nb Ti超导缆和单根超导线加热到线圈绝缘工艺相关温度,用直流四线法测量Nb Ti超导缆和单根超导线在不同温度下的电阻率,得到在303K~443K温度区间内Nb Ti超导缆和超导线电阻率随温度变化的关系式,并依据超导缆绞缆结构对二者进行折算和对比,确认了超导缆电阻率测量结果的可靠性。根据测得的电阻率-温度关系,可以得到在不同温度下超导缆产生焦耳热的能力,从而为超导线圈绝缘固化温度控制提供了重要的参考依据。     

碘与铯同位素高自旋带结构的区别

理论上指出由于在单粒子能级图上,扁椭球和长椭球的两侧均存在下降轨道,因此Z=52－56原子核会有低位的扁椭球转动带.最近对碘和铯同位素的高自旋带结构进行了仔细的实验研究,发现碘同位素中除有长椭球转动带外,确有质子h_11/2、g_7/2和d_5/2组态的扁椭球转动带.但是在铯同位素中,迄今都只发现长椭球转动带,而未发现扁椭球转动带.利用新调整过的Nilsson参数,进一步作了计算.结果表明,对于扁椭球形状,碘同位素的壳修正能及自洽对关联的绝对值均大于铯同位素的;而且碘同位素与铯同位素比较,带头扁椭球与长椭球能量差,也更有利于扁椭球形变.这一切结果均密切联系于单粒子能级图上存在一个扁椭球质子54能隙的事实.     

中空复合NbTi超导体研制简介

我们已经研制出两种型式的中空复合NbTi超导体,一种是绞缆型,另一种是整体型。本文简短地介绍了研制工艺。     

~(190)Tl的πh_(9/2)νi_(13/2)扁椭球转动带的旋称反转研究(英文)

利用能量为 1 6 7— 1 75MeV的35Cl束流 ,通过16 0 Gd(35Cl,5n)熔合蒸发反应研究了190 Tl的高自旋态能级结构 .实验建立了190 Tl基于πh9/2 　 　νi13/2 组态的转动带 .在束测量结果和194 Biα衰变的α γ测量结果确定地指定了190 Tl的πh9/2 　 　νi13/2 转动带的自旋值 .基于自旋指定 ,发现了190 Tl的πh9/2 　 　νi13/2 扁椭球转动带在低自旋时旋称反转 .这是首次在基于πh9/2 　 　νi13/2 组态的扁椭球转动带中观测到旋称反转 .考虑了质子 -中子剩余相互作用的粒子 -转子模型能够解释πh9/2 　 　νi13/2 扁椭球转动带的低自旋旋称反转 .     

188Tl的πh9/2(○×)νi13/2扁椭球转动带的旋称反转研究

利用能量为170MeV的35Cl束流,通过157Gd(35Cl,4n)熔合蒸发反应研究了188Tl的高自旋态能级结构.依据实验结果建立了188Tl基于πh9/2(○×)νi13/2组态的转动带.根据双奇Tl核能级结构的相似性,指定了188Tlπh9/2(○×)νi13/2扁椭球转动带的自旋值.结果表明在188Tl中,πh9/2(○×)νi13/2扁椭球转动带在低自旋区具有旋称反转性质.利用包含了质子-中子剩余相互作用的准粒子-转子模型,定性地解释了πh9/2(○×)νi13/2扁椭球转动带的低自旋区旋称反转现象.     

190Tl的πh9/2⊙νi13/2扁椭球转动带的旋称反转研究

利用能量为167—175MeV的35Cl束流,通过160Gd(35Cl,5n)熔合蒸发反应研究了190Tl的高自旋态能级结构.实验建立了190Tl基于πh9/2 νi13/2组态的转动带.在束测量结果和194Biα衰变的αγ测量结果确定地指定了190?Tl的πh9/2 νi13/2转动带的自旋值.基于自旋指定,发现了190Tl的πh9/2 νi13/2?扁椭球转动带在低自旋时旋称反转.这是首次在基于πh9/2 νi13/2?组态的扁椭球转动带中观测到旋称反转.考虑了质子–中子剩余相互作用的粒子–转子模型能够解释πh9/2 νi13/2扁椭球转动带的低自旋旋称反转.     

压痕对低温和高温超导股线临界性能影响研究

低温超导股线Nb Ti和Nb3Sn用于核聚变装置用的CICC导体结构,由于绞缆的作用及导体生产过程中的挤压作用,将会导致Nb Ti和Nb3Sn超导股线的表面产生不同形式的压痕,过大的压痕将会影响股线的临界性能;高温超导股线Bi-2212和Mg B2是未来可用于核聚变装置中制成CICC导体潜在的高温超导材料,由于高温超导材料的脆性,在电缆制备及导体制造过程中也会导致股线的表面产生压痕影响股线的性能。文中主要开展对于低温超导股线Nb Ti,Nb3Sn及高温超导股线Bi-2212和Mg B2的临界性能随压痕深度的变化规律,从而为导体制造的改进及未来高温超导导体的制造提供理论依据。     

扁椭球πh9/2⊙νi13/2转动带的低自旋旋称反转

利用标准在束γ谱学方法研究了^188,190Tl的高自旋态结构, 实验建立了基于扁椭组态πh_9/2⊙νi_13/2的强耦合转动带. 重新指定了双奇Tl核中πh_9/2⊙νi_13/2扁椭转动带的带头自旋, 从而揭示了这些转动带在低自旋时存在旋称反转. 首次确定了扁椭πh_9/2⊙νi_13/2带内存在低自旋旋称反转, 并在粒子-转子模型框架内对该现象进行了解释.     

真空紫外辐照对交联乙烯-四氟乙烯线缆的影响北大核心CSCD

以航天器舱外用交联乙烯-四氟乙烯共聚物(X-ETFE)线缆为试验对象,采用5倍加速因子对XETFE线缆累计进行了8000等效太阳小时(ESH)真空紫外(VUV)辐照,并通过极限耐电压、绝缘材料电阻测试分析X-ETFE线缆电性能,采用FTIR和SEM表征X-ETFE材料分子结构和微观形貌,以此研究不同VUV辐照时间对X-ETFE线缆的影响。试验结果表明,随着VUV辐照时间的增加,材料表面累积了碳而发生暗化,线缆外观颜色逐渐变为深棕色;X-ETFE线缆的极限耐压和绝缘电阻呈总体下降趋势,但整体电性能水平未发生本质变化;X-ETFE材料在1628 cm^(−1)处的吸收峰逐步增大,说明X-ETFE材料分子链中的−C=C−自由基团随辐照时间而增多,致使材料表面出现了微裂纹现象。     

188Pb形变和形状共存的研究

用角动量投影壳模型研究了188Pb核素的形状共存. 实验数据经过计算结果的分析,指出188Pb的低能激发态存在着对应于不同内部粒子组态的球形基态、扁椭球和长椭球三种形状的共存;预言了质子h9/2两粒子-两空穴扁椭球带;指出长椭球带是两种多粒子-空穴激发组态的混杂,并导出了混合系数. 由这些系数,可以说明中子i13/2破对引起的顺排对长椭球带的影响是一个渐进过程;并指出了2+态的能量范围在804-880keV.     

一种新型基于并行光传输的HDMI线缆的研制

 介绍了一款基于并行光纤通信技术的高清视频信号(high-definition multimedia interface, HDMI）传输线缆的研制技术方案。这种新型HDMI线缆采用垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL）阵列作为发射端,光电探测器（photodiode, PD）阵列作为接收端,两者之间采用多模光纤阵列互连,通过将电信号转变为光信号传输解决了铜缆损耗对电信号传输速率和传输距离的限制。与铜缆HDMI线相比,这种新型HDMI线能够以4信道×3.4Gbps的传输速率实现长达300m的传输距离,为当前高清视频信号和下一代超高清视频信号远距离传输提供了可行的技术方案。     

CICC稳定性裕度设计法和HT-7U导体方案

HT－7U装置的超导环向场与极向场磁体将采用导线管多级绞缆导体（CICC）。对于大型超导磁体,稳定性是导体设计中最重要的指标之一,优化铜超比是确保稳定性和获得最大电流密度的关键。根据稳定性裕度原则,给出了CICC稳定性裕度设计法,提出了HT－7U新的导体方案。     

用于快脉冲超导磁铁的液氦内冷电缆的设计（英文）

中科院近代物理所提出的强流重离子加速器装置将使用快脉冲超导磁铁技术。为了获得快脉冲磁铁运行的稳定性,研制了适用于快脉冲运行的液氦内冷电缆。该电缆采用超临界氦进行迫流冷却,具有交流损耗低、所用液氦少和冷却效率高的特点,是研制快脉冲超导磁铁的关键技术之一。文中主要介绍电缆的设计和交流损耗并简单描述电缆的加工。用于绞缆的超导线材的性能决定了电缆的性能,因此首先进行超导线的研制。通过研制三种不同基体(纯铜基、铜镍基和铜锰基)的超导线材,以获取低损耗和高临界电流的超导线,进而得到运行稳定性高的电缆。当背景磁场变化为0T-3T-0T时,测得三种线材的磁滞损耗分别为29.7m J/cm3,18.8m J/cm3和26m J/cm3。超导线的耦合损耗很大程度上取决于横向电阻率的大小,相比纯铜基的线材铜镍基和铜锰基体的横向电阻率较大,因此耦合损耗小。在4.2K温度时不同磁场下铜基线的临界电流要高于另外两种线材,但铜锰基体线材的临界电流要略高于铜镍基线材。通过比较三种线材的性能,选用铜锰基体线材进行绞缆较为适合。     

Se同位素的形状共存

基于形变Woods Saxon势下的推转壳模型对Se同位素进行Total Routhian Surface (TRS) 计算。 结果表明, 原子核的形状随中子数变化很明显。 对66,72, 92, 94Se 基态TRS图进行分析, 发现缺中子同位素和中子滴线附近核素均存在扁椭球和长椭球的形状共存。 分别对72Se和94Se进行推转计算,长椭球和扁椭球形状在低推转频率下共存, 由于g9/2闯入轨道的影响, 随着推转频率的增加,扁椭球形变逐渐消失,长椭球形变带成为转晕带。 Nuclear shape change and shape coexistence in the Selenium isotopes have been investigated by Total Routhian Surface(TRS) calculations. It is found that nuclear shapes vary significantly with increasing neutron number. The TRS calculations for the ground states of 66, 72, 92, 94Se isotopes show that both neutron deficient and neutron dripline Selenium isotopes have oblate and prolate shape coexistence. The cranking shell model calculations for 72, 94Se give that prolate and oblate shape coexistence in low rotational frequency. However, oblate rotational bands disappear and prolate rotational bands become yrast bands with increasing rotational frequency, which is due to the intrusion of the g9/2 orbitals.     

~(188)Tl的πh_(9／2)vi_(13／2)扁椭球转动带的旋称反转研究

利用能量为170MeV的35Cl束流,通过157Gd(35Cl,4n)熔合蒸发反应研究了188Tl的高自旋态能级结构．依据实验结果建立了188Tl基于πh9／2(?)vi13／2组态的转动带．根据双奇Tl核能级结构的相似性,指定了188Tlπh9／2(?)vi13／2扁椭球转动带的自旋值．结果表明在188Tl中,πh9／2(?)vi13／2扁椭球转动带在低自旋区具有旋称反转性质．利用包含了质子-中子剩余相互作用的准粒子-转子模型,定性地解释了πh9／2(?)vi13／2扁椭球转动带的低自旋区旋称反转现象．     

关于“卢瑟福”型超导电缆的填充因子

本文叙述了填充因子与电缆参数(股数、股径、节距和截面尺寸)之间的关系.说明了填充因子随电缆横截面积减少而增加;同时指出填充因子的极大值取决于成缆前后股线截面积不变时的电缆的最小横截面积.     

氧气A带吸收系数的温度依赖关系研究

氧气A带是理想的大气要素反演通道,吸收系数是重要的参数之一,它影响到反演结果的精度.结合HITRAN2012数据库和大气温度廓线图,分析氧气A带吸收系数的影响因素,推出各因素与温度的依赖关系,确定吸收系数随温度的变化.结果表明,氧气A带谱线半宽度受温度依赖系数影响较小,而受温度影响较大.线型因子随温度产生了两种变化,在谱线半宽度以外的谱线位置上,随温度的增大,函数值减小,而在中心频率到谱线半宽度的谱线位置上,随温度的升高而增大.谱线线强对温度具有强依赖关系.利用逐线积分算法计算氧气A带吸收系数,同时考虑了谱线半宽度的压力展宽效应和谱线线强及半宽度对温度的依赖关系,得出氧气A带吸收系数对温度的依赖关系主要来源于线强的温赖关系,尤其是中心频率处温度影响较大;而Lorentzian线型函数的温赖关系不明显.利用布鲁克光谱仪在1 cm-1下测量63 m处氧气A带的吸收光谱,与理论模型在同等条件下的透过率比较,误差小于0.83%,验证了温度校正模型的正确性.     

NbTi、Nb_3Sn超导线拉伸性能研究

超导线材的力学特性是决定超导线使用性能的主要因素之一.超导电缆绞制过程中的张力、扭矩,和电缆载流时产生的电磁力都会使超导线发生各种应变,从而对其临界性能造成影响.因此研究单根超导线的力学性能对分析预测超导电缆的临界性能有重要参考意义.本文主要对以Nb系低温超导材料为基础的NbTi、Nb3Sn超导线在不同温区进行了拉伸实验,测得不同种类、不同状态的超导线在不同温度下的杨氏模量和抗拉强度.并对部分实验结果进行了对比分析和数值拟合.     

A=135核区近N=82满壳附近核的集体带结构研究

通过重离子核反应与在束γ谱的实验技术, 对A=135核区近N=82满壳附近的奇A核¹³⁷La与奇奇核¹³⁸Pr的高自旋态结构进行了研究,所用核反应分别为¹³⁰Te(¹¹B,4n)与¹²⁸Te(¹⁴N,4n). 实验结果扩展了这两个核的能级纲图. 在¹³⁷La中, 新识别了4个集体转动带, 其中, 近晕带的转动带为弱的长椭形变, 而另一集体带为扁椭形变; 在¹³⁸Pr中, 观测到6个集体带, 其晕带也为弱的长椭形变, 其余5个集体带(其中有两个为我们新识别的)均为为扁椭形变. 对这些集体带的结构特性, 如signature反转、组态起源等进行了讨论.