NbTi超导磁屏蔽管的研究

对置于磁体中的 NbTi 超导磁屏蔽管进行了实验研究,检测了磁体中超导磁屏蔽管的磁屏蔽能力.结果表明由整块 NbTi 材料做成的超导磁屏蔽管屏蔽能力是不高的,并且其磁屏蔽能力随外磁场升场速度的增大而降低.还测量了超导磁屏蔽管内冻结磁场分布,得到了超导磁屏蔽管冻结磁场分布的一些实验规律,实验结果表明,置于磁体中的超导磁屏蔽管不具备使磁场分布更加均匀的能力,这与某些文献的理论预测不一致.     

1.3 GHz超导腔磁通排出效应研究

设计并搭建了一套高精度的磁场测量和补偿系统,并结合中国科学院高能物理研究所(IHEP)的2K超导腔垂直测试平台对1.3 GHz单加速间隙超导腔的磁通排出效应开展了实验研究:利用研制的磁场测量和补偿系统能够精密地测量超导腔赤道位置磁场,并能够将磁场补偿至小于5.0×10-8 T;并对超导腔不同表面温度梯度下的磁通排出效应进行了测量分析;对钉扎了磁场的超导腔进行了射频性能测试,研究了超导腔电阻对磁通钉扎的敏感度,以及在不同电场梯度下超导腔的表面电阻变化情况。结果表明,研制的高精度磁场测量和补偿系统能够满足超导腔磁通排出研究的需求;高的超导腔表面温度梯度有利于磁通的排出;磁通钉扎电阻的敏感度随着加速电场梯度的增加而增大,导致超导腔的性能下降。此实验研究也为后续超导腔的研制奠定了一定基础。     

Tl—Ba—Ca—Cu氧化物超导体的低场磁性

我们测量了 T1-Ba-Ca-Cu-O 高温超导样品在低磁场下的磁化率和电阻与温度的关系;观察到样品具有两个超导主相,T_c 分别为117K 与104K;估算出该样品在77K 下的下临界场H_(c1)大约为480G.样品的迈斯纳效应和磁屏蔽的测量结果表明,该样品的磁屏蔽效应很小.在外加低磁场下测量了样品的临界电流,研究了,I_c-H 关系,发现在30G 以下磁场范围内的实验结果与超导颗粒之间是无规并联的约瑟夫森弱连接的理论结果符合较好.     

BEPCⅡ超导腔垂直测试杜瓦的漏热分析与实验研究

北京正负电子对撞机重大改造工程(简称BEPCⅡ)采用了超导射频技术,超导腔设备在与低温恒温器总装之前,必须进行液氦温度下垂直位置的性能测试.测试杜瓦的绝热性能对超导腔的垂直测试性能产生直接影响,准确测算测试杜瓦的漏热量对垂直测试方案的制定、减少液氦消耗量具有重要的指导意义.对测试杜瓦的主要漏热部分进行了计算,同时以液氮...     

BEPCⅡ超导腔静态热负荷和无载品质因数Q_0的测量

超导腔的静态热负荷和无载品质因数是表征超导腔低温恒温器以及超导铌腔性能好坏的最重要参数.BEPCⅡ超导腔采用的是液氨浸泡冷却方式,对两个超导腔在测试站分别进行了降温调试,在超导腔达到超导状态并稳定运行后,对其静态热损耗进行了测定.此外,超导腔Q_0的测量主要是采用热力学的方法测量其高频损耗然后经计算得出Q_0.介绍了BEPCⅡ超导腔静态热负荷和无载品质因数的测量原理及方法,并且给出了两个超导腔在不同高频加速电压下的测试结果.此测试结果已作为BEPCⅡ超导腔验收测试的重要依据.     

BEPCⅡ超导腔静态热负荷和无载品质因数Q0的测量

超导腔的静态热负荷和无载品质因数是表征超导腔低温恒温器以及超导铌腔性能好坏的最重要参数.BEPCⅡ超导腔采用的是液氦浸泡冷却方式,对两个超导腔在测试站分别进行了降温调试,在超导腔达到超导状态并稳定运行后,对其静态热损耗进行了测定.此外,超导腔Qo 的测量主要是采用热力学的方法测量其高频损耗然后经计算得出Qo.介绍了BEPCⅡ超导腔静态热负荷和无载品质因数的测量原理及方法,并且给出了两个超导腔在不同高频加速电压下的测试结果.此测试结果已作为BEPCⅡ超导腔验收测试的重要依据.     

无人机平台航空超导磁测系统与室内测试

基于无人机平台的超导航磁测量安全高效,灵敏度高且信息量丰富,探测优势明显.本文研发了一种基于低温超导的固定翼无人机平台的磁测系统,该系统可实现地磁场的垂直三分量磁场同步测量.系统磁场测量噪声水平0.3pT/Hz@1kHz,量程60μT,采样率为1024Hz,重15kg.基于该系统初步开展了室内运动测试,实验结果表明该系统可实现运动平台三轴磁测量,适用于无人机航磁平台.     

BEPCⅡ超导腔静态热负荷和无载品质因数Q0的测量

超导腔的静态热负荷和无载品质因数是表征超导腔低温恒温器以及超导铌腔性能好坏的最重要参数. BEPCⅡ超导腔采用的是液氦浸泡冷却方式, 对两个超导腔在测试站分别进行了降温调试, 在超导腔达到超导状态并稳定运行后, 对其静态热损耗进行了测定. 此外, 超导腔Q₀的测量主要是采用热力学的方法测量其高频损耗然后经计算得出Q₀. 介绍了BEPCⅡ超导腔静态热负荷和无载品质因数的测量原理及方法, 并且给出了两个超导腔在不同高频加速电压下的测试结果. 此测试结果已作为BEPCⅡ超导腔验收测试的重要依据.     

射频超导谐振腔中的电磁场研究

由高纯铌制成的射频超导谐振腔在高场时会出现Q值下降现象，这是高场下超导腔表面局部磁场增强所致. 为研究高场下超导腔表面的电磁场特性，用单cell超导腔设计了腔表面峰值磁场的研究实验. 通过对单cell超导腔表面峰值磁场的测量，可以确定超导腔焊缝及iris附近表面是否存在缺陷，以便进一步进行腔的处理来改进腔的性能.     

适用于超高灵敏磁测量的新型高效磁屏蔽研究

高效磁屏蔽对于超高精度超导量子干涉仪(SQUID)等超高灵敏器件可靠稳定工作至关重要。实践中一般采用多层的高磁导率笨重复合磁屏蔽,或者用小型的轻量屏蔽桶配合差分式平面梯度计完成超高灵敏信号测量。文章作者提出并实现了一种新型的高性能磁屏蔽装置,采用实时的动态磁补偿与高温超导线圈相结合就可以实现。对该装置磁屏蔽效果进行了数值仿真计算,并实际测量了该屏蔽装置的轴向和横向磁场,装置屏蔽因数最高可达80 dB;实验测量发现,新型装置可以同时有效地屏蔽轴向与纵向磁场干扰。     

ADS注入器Ⅱ10MeV加速器液氦分配系统设计

ADS注入器Ⅱ超导加速段的运行需要在4.2K(液氦)超低温环境下进行,针对注入器Ⅱ10MeV加速器低温恒温器的运行要求设计了一套液氦分配系统,该系统在满足加速器的低温恒温器工作的同时还具备给超导腔水平测试、垂直测试、磁铁测试等试验终端供液以及调节流量的功能。系统已应用于5 MeV加速器液氦的分配与调节以及超导腔垂直测试系统中,运行良好。重点介绍了液氦分配系统的工艺流程、阀箱的结构设计及调试运行情况。     

An AC magnetic susceptibility bridge and cryostat for the temperature range 2–300 K

A mutual inductance bridge to measure low frequency magnetic susceptibilities of magnetic materials has been constructed. Salient features of the bridge, which uses a variable mutual inductance simulated using operational amplifiers, the cryostat and the coil assembly are described in this paper. The apparatus has been employed for accurate measurement of superconducting transition temperatures and for sensitive detection of magnetic ordering transitions in liquid helium and liquid nitrogen temperature ranges respectively. The bridge has been calibrated to determine the static susceptibility of magnetic materials as a function of temperature.     

LLRF超导腔体控制系统的测试

中国科学院近代物理研究所自主研发的ADS注入器Ⅱ第一代高频低电平(LLRF)控制系统,工作频率为162.5 MHz;LLRF系统是由基于I/Q采样的正交解调技术构成的全数字闭环反馈控制系统,其主要功能是实现超导腔腔体电压幅值稳定控制、相位稳定控制与腔体谐振频率控制;LLRF控制系统在液氦温区超导腔上进行了系统稳定度和性能的在线测试,根据实验数据计算得超导腔体电压幅度稳定度为±3.4‰,相位稳定度为±0.3°,腔体表面峰值电场(Epk)能长时间稳定在25.1 MV/m。通过实验测试,检验了LLRF控制系统的性能,并对测试过程中出现的问题进行了分析,为将来超导腔LLRF控制系统运行积累了经验。     

低温二次电子产额测试系统设计与研究

在合肥先进光源（HALF）建设中,由低温超导材料组成的真空部件被大量使用,尤其是超导高频腔。超导腔以高加速梯度、低束流阻抗、高无载品质因数和低运行成本等特点,成为21世纪国际上拟建的大型加速器的首选。而超导腔和低温真空室内表面的二次电子发射可能会引发电子云（EC）现象。超剂量的二次电子倍增功率沉积会引起低温区域热负载增加、超导腔失超等现象,因此降低超导高频腔内二次电子发射成为合肥先进光源设计过程中的巨大挑战。在常温材料二次电子产额（SEY）测试系统的基础上,作者自主研发设计低温样品架结构,使液氦流经样品台并通过热传导冷却样品,计算漏热来反推所需要的制冷量和液氦的消耗速率。在系统集成调试后进行降温性能测试,搭建了低温材料二次电子测试系统。     

Terahertz oscillations in mercury cuprate superconductors

It has been recently reported that the three-dimensional Bose-Einstein condensation of the quasi-particles is valid for the mercury cuprates at liquid helium temperature. In this study, the validity of the interlayer theory in three dimensions has been investigated for optimally oxygen-doped mercury cuprates at the temperature interval of 0–15 K. Furthermore, some thermodynamic and electrodynamics parameters of mercury cuprates have been calculated for both the under-doped and the over-doped samples at the vicinity of 4.2 K. Moreover, it has been determined that the superconducting system behaves as a terahertz wave cavity regardless of the oxygen doping concentration.     

Possible high-frequency cavity and waveguide applications of high temperature superconductors

Conventional superconducting materials used at liquid helium temperatures have been employed to greatly reduce ohmic power loss in microwave cavities. If suitable high temperature superconductor surfaces can be developed, it could be possible to alleviate constraints due to relatively low energy gaps and limits due to critical fields, and operate at more convenient temperatures with larger thermal margins. These features could be used to improve performance of present superconducting microwave cavity devices. They may also facilitate new applications and device designs at millimeter-wave and far infrared frequencies. Possible cavity and waveguide applications are described. Sensitivity of RF surface resistance to boundaries and nonaligned grains in the material and to small amounts of nonsuperconducting material may be an obstacle to development. Moreover, critical RF fields can be limiting for high power applications. An additional problem is the adverse effect of D.C. magnetic fields.Supported by Department of Energy No. ET-51013-227. Reproduction, translation, publication, use and disposal in whole or in part, by or for the United States government is permitted.     

Thermoelectric transport effect in superconducting indium

A magnetic flux has been generated within a hollow toroidal cavity whose walls consisted of superconducting indium and lead. The origin of the flux is attributed to a thermoelectric transport effect induced by a temperature gradient in the toroid. The flux was found to diverge rapidly near the transition temperature of indium and to be several orders of magnitude larger than predicted by existing theory.     

Thermodynamic properties of a superconducting quantum cylinder and their fluctuations

A numerical and analytical investigation of thermodynamic properties of a magnetized superconducting quantum cylinder has been carried out. The dependence of the difference in the magnetizations of the superconducting and normal phases on the parameters of the nanotube, temperature, and magnetic field has been analyzed. The jump in the heat capacity of the superconducting and normal states at the critical temperature has been calculated. The fluctuation contribution to the thermodynamic properties of the nanotube at a temperature above the transition point has been studied.