CSRm二极铁磁场分散性的研究

介绍了国家大科学工程HIRFL-CSR中主环二极磁铁的分散性测量的原理、测量方法，以及垫补的位置和垫补量与磁铁分散大小的关系. 最后给出了CSR主环二极磁铁最终垫补后的分散性结果、测量误差以及影响测量精度的因素.     

CSR60°二极C型铁磁场特性的研究

兰州重离子加速器冷却储存环主环注入线二极C型磁铁首次采用了磁极头中埋置垫补线圈调整磁场均匀度的设计.在其磁场测量中,使用了点测和积分测量的方法对其各方面特性参数进行了测量,并对积分场的测量结果以及内置垫补线圈对均匀场的垫补效果进行了详细的非线性分析.     

冷却储存环主环注入线二极磁铁测量

 介绍了兰州重离子加速器冷却储存环工程主环注入线二极磁铁的测磁系统和测磁结果。着重分析了垫补线圈和极头削斜两种手段对C型弯曲二极磁铁积分磁场径向分布均匀度的调节效果。并且分析了TOSCA三维磁场计算程序与实际测量结果之间的误差及其产生的原因。     

上海光源可变椭圆极化波荡器积分场垫补

 详细介绍了上海光源波荡器EPU100积分场多极分量和一、二次积分的垫补及优化计算方法,其中的积分场多极分量采用“Magic Fingers”技术,即：在插入件两端部中平面上下使用一组适当的磁柱组合来抵消积分场误差;一、二次积分采用两端部的8个调补线圈垫补。通过垫补,EPU100在全磁隙,各种极化模式下四极分量小于9×10^-3 T,六极分量小于1.6 T/m,八极分量小于30 T/m²,达到了设计指标。     

光学速调管改造后辐射段磁场垫补和测量

 合肥国家同步辐射实验室正在开展储存环相干谐波自由电子激光研究，并对原来的光学速调管进行了改造。磁场的垫补和测量方法由原来的整体测量改为分段进行，垫补的使用使各段积分场及位相误差都尽可能小。详述了合肥储存环的光学速调管辐射段磁场垫补的三种方式，测量了垫补前后不同间隙下积分场分布、位相误差及横向均匀度，各项指标都达到了要求。同样的方法将用于色散段和调制段磁场垫补与测量中，为相干谐波自由电子激光研究提供实验保障。     

二极铁均匀场修正

HI-13串列加速器升级工程中的ISOL高质量分辨谱仪要求20000的质量分辨率, 分析磁铁磁场均匀性要求好于1×10-5。 要达到这样高的磁场均匀性, 必须对磁铁进行垫补。 介绍了二极铁表面线圈垫补均匀场的设计方法和制作工艺, 并且基于现有的一块C型二极铁对表面线圈垫补均匀场的方法进行了实验研究。 实验结果表明, 采用表面线圈垫补后, 场均匀性提高了一个数量级, 积分场的均匀性从5×10-4提高到3×10-5。 The mass resolving power of ISOL’s spectrometer for Beijing Radioactive Ion beam Facilities project is 20000, which requires the field uniformity of the magnet better than 1×10-5. To achieve such a high uniformity field,field optimize is indispensable. This paper presents the design method,manufacture techniques and experiment results of surface coils,which are set on pole face of a dipole to improve the magnetic field homogeneity. The integral field uniformity with surface coil is optimized to 3×10-5 from 5×10-4,which is improved roughly an order of magnitude.     

HIRFL-CSR实验环电子冷却装置磁场测量

 在HIRFL-CSR实验环电子冷却装置上采用了独立的高精度螺线管串联产生纵向磁场的设计，获得很高的冷却段磁场平行度。使用霍尔片测量磁场的分布，使用磁针测磁方法测量冷却段磁场的磁轴偏角，并根据测量及计算结果对单个线圈磁轴进行微调。测量及调试结果表明，在施加电流为额定电流的一半时，冷却段磁感应强度为0.078 T，剩余磁场小于2×10^-4 T，磁场不平行度小于1×10^-4，达到了预期的设计目标。     

BEPC-LINAC试验束上1GeV/c多粒子磁谱仪的设计和性能测量

试验束上2Q2D结构的磁谱仪系统由2块二极磁铁和2块四极磁铁以及位置灵敏探测器组成.该磁谱仪的接收立体角5×10^–4sr,动量范围0.2—1.3GeV/c.测量了聚焦面上的束流截面和动量谱.介绍了一种测量电子与质子飞行时间差的动量测量方法.     

HIRFL-CSR电子冷却装置高精度螺线管线圈制作及磁场测量

 采用特殊工艺制作了HIRFL-CSR电子冷却装置冷却段高精度螺线管线圈,两个产生反向磁场的线圈同轴、平行地放置在特制的测量装置上,高精度霍尔探头位于测量装置中心平面上,探头测量面与测量装置轴线重合,测量单个线圈磁场的横向分量,调节线圈几何轴相对于测量装置轴线的夹角,测得线圈磁轴的偏角小于1×10^-3。     

电子储存环慢加速过程中弯转磁铁的涡流效应

用双线圈感应法, 我们对合肥同步辐射装置的块状模拟弯铁的磁场分布进行了测量. 从实验的角度对电子储存环慢加速过程中弯转磁铁的涡流效应做了探讨, 论证了存在慢加速过程时块状弯铁应用的可行性.     

CSR二极磁铁积分磁场测量系统

介绍了兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL CSR)积分磁场测量系统以及积分测量的基本原理和数据处理方法,对测量结果的分析表明整个系统运行可靠稳定,可用于CSR磁铁的积分测量.This article presents the basic principle of dipole integral magnetic field measurement . The integral coil which has the same radius with the dipole magnets was used to measure the integral magnetic field of different magnets in Cooler Storage Ring(HIRFL CSR). The article also generally introduced the software and hardware systems of the automatic measurement device. According to the repetitive experiments, a suit of better measurement got to be summarized. On the other hand, the article recommends the...     

旋转测磁仪性能的分析

分析了旋转测磁仪性能和它的参数及加工精度的关系.     

Study on the Performance of the Rotating Coil Magnetometer

The dependence of the performance of the rotating coil magnetometer on its parameter and fabrication error is studied. The expressions of the measurement error due to the fabrication error are given. The results show that, the rotating coil magnetometer is an effective instrument to measure the field distribution of the multipole magnets, by measuring the dipole field the position ot the magnetic center of the magnet relative to the rotating center of the magnetometer can be determined, and the magnetization curve of the magnets can be measared by it also but the measurement accuracy is limited by its fabrication error.     

Design and end chamfer simulation of PEFP beam line curved dipole magnets

The design, fabrication and field measurement of 11 DC curved dipole magnets for the PEFP Beam Line have been completed. In this paper, a design method for a complex end chamfer using OPERA-3D is proposed. The conventional method for estimating chamfer shape is extended and applied to a curved dipole magnet by a coordinate transformation. Using the interface with CAD software, the complex end chamfer is modeled and fully determined by 3D simulation to meet the field uniformity requirement. The magnetic field measurement results are in good agreement with the simulation. The design considerations, field simulation results, end chamfer development process and measurement results are presented in detail.     

Measurement of the magnetic-field parameters of the NICA Booster dipole magnet

Serial assembly and tests of dipole and quadrupole magnets of the NICA Booster have started at the Laboratory of High Energy Physics of the Joint Institute for Nuclear Research (JINR). The accelerator is fitted with Nuclotron-type magnets with a superconducting winding and an iron yoke for shaping the needed magnetic field. The design of magnets for NICA was optimized (based on the experience gained in constructing and operating the JINR Nuclotron) for the production of magnetic fields of the required configuration in terms of the beam dynamics in the accelerator and the collider. Measurements of parameters of the field of each magnet are expected to be performed in the process of assembly and testing of each module of the magnet-cryostat system of the NICA Booster and Collider. The results of magnetic measurements for the NICA Booster dipole magnet are presented.     

HIAF-BRing快脉冲二极磁铁磁场测量系统

介绍了强流重离子加速器装置HIAF(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility)项目增强器BRing(Booster Ring)快脉冲二极磁铁的性能指标、测量要求和测量方法,描述了快脉冲二极磁铁稳态磁场测量系统及动态磁场测量系统的构成。在稳态磁场测量中,为提高积分磁场测量精度和测量效率,长线圈测量系统采用了on fly技术;在动态磁场测量中,研制了用于磁场延迟及磁场畸变测量的矩阵线圈。通过样机磁铁的测量,完成了测量系统的性能指标验证和磁铁的稳态磁场测量。实测结果表明,样机磁铁的设计和制造均达到了预期指标,并依据测量数据完成了磁铁的二次削斜。     

轴对称高场超导磁体电磁应力有限元分析方法

核磁共振成像和核磁共振谱仪是高场超导磁体的主要应用领域.高场超导磁体通常具有较高的磁场和运行电流,在运行过程中超导线会产生较高的电磁应力,其临界特性将发生退化,影响磁体的稳定性.开展高场超导磁体的电磁应力精确分析显得尤为必要.本文发展了一种快速有效的有限元分析方法,第一步,为整个超导磁体系统建立平均有限元模型,采用传统的电磁-结构耦合方法求解电磁应力,获得最大应力位置;第二步,对最大应力所在的超导线圈建立详细有限元模型,采用单积分-结构分析方法精确求解每一组分中电磁应力.基于该模型研究了500 MHz NMR超导磁体的电磁应力.该分析方法也可以用于超导磁体冷却过程中的热应力分析.为高场超导磁体设计和建造提供有益的理论依据.     

中国科学院近代物理研究所磁体工程进展概述(英文)

本文着重论述了中国科学院近代物理研究所目前正在研制的三大磁体工程,它们包括重离子治癌工程(HIMM),强流重离子加速器(HIAF)工程,以及加速器驱动次临界系统(ADS)。在HIMM工程中的常规磁体建设中,着重介绍了联合运用钝化槽与活极头两项技术改善磁场品质的设计方法,并且运用Opera-3D设计软件,对该类高场常规磁体进行了数值分析,进一步地测量了该磁体磁场分布情况,相关的测量结果与数值模拟结果吻合良好。而对于正在处于预研阶段的HIAF工程中的快脉冲超导二极磁体,讨论了超导磁体的前期设计与结构优化技术,包括CACC超导线缆的结构设计,80 K冷屏与线圈盒结构的优化,力-磁耦合结构计算方法等。而在嬗变核废料处理的C-ADS注入器II中,核心部件是具有高磁场(高达7～8 T)的多层复合超导螺线管磁体结构,介绍了其在励磁和失超过程中相关磁学和力学多场实验测试工作。这些相关的设计和测量技术将为中国科学院近代物理研究所自主研制的磁体工程的物理和结构设计提供方法和指导。     

用模拟退火法进行纯永磁波荡器磁块组合优化

 纯永磁波荡器由多个磁块组成，磁块的剩磁离散性会引起波荡器磁场误差，从而影响储存环工作状态和自发辐射谱质量。在波荡器磁块安装之前，使用模拟退火法对磁块进行组合排序优化，可以使峰值场强误差降低到10 ^-4量级以下，磁场一次积分降低到10^-6 T·m量级，二次积分降低到10 ^-6 T·m ²量级，优化结果不依赖于初始状态的选择。给出优化的详细过程，提出了根据磁块剩磁快速计算波荡器峰值场强误差和积分场的方法。