兰州重离子治癌装置同步加速器切割磁铁研制

切割磁铁作为同步加速器注入引出的关键部件之一,对磁场及切割板结构都有严格的要求。介绍了兰州重离子治癌装置(HIMM)同步加速器切割磁铁的设计情况,基于磁场优化软件OPERA,对切割磁铁磁场均匀度及杂散场的分布进行了详细的分析。根据磁场要求优化结构设计,完成了磁铁的加工。磁场测量结果分析显示,有效场区范围内磁场均匀度优于设计结果。同时通过对磁铁端部屏蔽处理,在环内侧管道处杂散磁场降到2mT以内,满足物理设计要求。     

HITFL注入引出高压静电偏转板的物理设计

根据兰州重离子治疗专用装置（HITFL）物理设计的要求,采用三维电磁场程序ANSYS建立HITFL环上注入引出高压静电偏转板的物理模型。模型中高压电极的倒角半径为20 mm,电极半宽度为55 mm,计算出静电偏转板物理要求区域内电场的非均匀度为-0.24%～0.24%,区间的电场集中系数为1.37（小于2）,满足物理设计的要求。同时,利用了HIRFL-CSR（兰州重离子冷却储存环）工程CSRm环上注入引出高压静电偏转板物理设计的经验,HITFL环上的静电偏转板采用表面经过氧化处理的锻铝板材以满足耐压性和机械强度的要求。     

5T有源屏蔽式超导磁体结构设计

介绍了为兰州Penning离子阱项目专门设计的5T有源屏蔽式超导磁体。 为达到物理设计要求的场均匀度, 超导磁体有3层共计6个线包组成。 同时为了确保线圈绕制的定位精度和在强磁场下的稳定性, 绕制骨架采用三筒体结构, 模拟计算表明线圈的绝缘和固定结构能够达到强磁场下的电气和机械性能要求。 对5T有源屏蔽式超导磁体结构设计材料选择以及线圈的绕制工艺进行了详细的论述。 A 5T actively shielded superconducting magnet was designed for Lanzhou Penning Trap project. In order to achieve homogeneity of physical requirements, superconducting magnet was made up of six coils, which were wound on framework of three layers. Meanwhile, three framework structure can ensure the precision of coil winding and the mechanical stability under intense magnetic field. The results of simulation show that the insulation and fixed structure of the coil can satisfy the electrical and mechanical requirements under intense magnetic field. At last, properties of the used materials and coil fabrication have been presented.