超导强磁场

 超导体的零电阻现象,意味着是不消耗电能的.当超导体刚被发现时,科学家自然就想到了这一特性的应用--主要是强磁场及磁场技术有关的能源技术的应用.所谓强磁场,是相对电磁铁的能产生的磁场强度而言的。其值受到铁芯磁饱和强度(约20k奥斯特)的限制,通常只能产生20k奥斯特左右的磁场.     

低温/高温复合超导磁体的研究进展

低温/高温复合超导体的研究是当前超导领域比较新的一个课题,文章介绍了低温/高温复合超导体的结构以及加工工艺,并结合相关数值模拟和实验结果对复合超导体电流分布、热传导性质、理论机理和稳定性研究等相关问题进行了讨论与探索。     

超导磁体和超导贮能

 超导磁体是继永久磁铁和电磁铁(统称常规磁体)之后近20多年发展起来的第三代磁体,与常规磁体比较,它具有许多优越性。其一,能获得极强的磁场。     

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。     

超导磁体与磁通泵

超导现象发现至今已经一百多年。通常一项突破性的发现在经历一百年左右的时间就可以衍生出许多生活中普及的技术。超导作为一项高技术在应用领域的表现却不十分令人满意。其原因之一是所面临的障碍不仅仅在于技术本身,还面临低温技术难以普及和超导材料的高成本难以降低。人们期望在不久的将来可以降低低温对超导技术的限制,研究出室温超导材料,期望发现更多便于应用的超导材料。虽然目前已经发现了上万种材料具有超导特性,但其中绝大部分不是因为所必需的超导环境温度过低,就是因为能传输的超导电流太小而失去实际应用中的使用价值。目前有实用价值的超导材料不足百种。受材料技术的限制,真正能做成导线的却只有10 种左右。     

高场超导磁体科学技术与应用

科学技术的发展对于磁场强度质量的要求越来越高,极端强磁场条件是人类追求的永远的科学目标,它孕育着许多重大的科学发现和新技术的产生,对人类的科学和技术以及生活产生重大的影响.以磁体为核心与电力电子器件以及相关的软件等结合可以构成各种各样科学仪器和装置,广泛应用在科学研究和工业特种装备中.磁技术对于人类的科学与技术进步起到越来越重要的作用,尤其是极高磁场所带来的诸多优点,使得人类对于物质世界认识不断加深,对于生命的起源以及从事疾病的防治的研究有特别重要的意义.本文介绍磁体基本原理、磁场产生的方法与应用以及相关的发展.     

超导在加速器中的应用概况

文中简要回顾了世界上已建造的大型超导加速器,重点介绍未来的超导加速器方案,对超导新材料在加速器中的应用研究以及我国超导在加速器中的应用研究情况作了简要介绍.     

绝热超导磁体瞬态稳定模型及其数值解法

本文对绝热稳定超导磁体的瞬态稳定性问题进行较合理的物理抽象,得到简化的三维模型,并用数值方法直接求解、计算磁体临界能和特定扰动下的失超电流,结果与实验值符合较好.文章还结合数值解讨论了临界能与初始扰动及磁体各物性参量的关系.     

超导技术及其应用

一、超导进展 随着科学技术的进步,低温技术取得了显著的发展,为超导现象的发现提供了环境条件。1911年,荷兰科学家昂尼斯和他的助手在测量汞的低温电阻时发现,当温度降至4.2K附近,汞     

高磁场大分离间隙的高温和低温超导磁体失超特性分析

本文使用失超分析软件Opera3D对低温和高温超导磁体进行失超分析.这个超导磁体具有两个相互垂直的室温孔,磁体的中心磁场为8～10T.为了合理保护超导磁体,通过变换加热器不同的加热功率密度和加热时间,改变保护电路参数等设置,分析各不同方案计算结果的区别,总结规律,为满足工程需求提出更优的失超保护方案.     

45T混合磁体外超导磁体失超保护系统设计北大核心CSCD

由中国科学院强磁场科学中心建成的混合磁体包含着内水冷磁体和外超导磁体两大部件,目前已经成功达到40T的中心磁场,在下一轮实验将冲击45T磁场.作为中国磁场强度最高的稳态强磁场装置,其失超保护系统合理的设计是该磁体安全运行的重要保证.本文详细介绍了45T混合磁体外超导磁体失超保护系统设计,主要包括:同绕线、二次补偿、失超保护电路以及失超保护参数的选取.同时对混合磁体在运行调试期间外超导磁体出现的两次失超与保护动态过程也进行了分析与讨论.     

14T全身超导MRI磁体的技术挑战——大规模应用强场超导磁体未来十年的发展目标之一

本文首先综述了大规模应用的超导磁体,依赖并推动铌三锡Nb3Sn导线技术进步,向更强磁场发展的趋势.着重分析了超高场14 T全身MRI磁体的挑战性技术.选择青铜Nb3Sn导线,采用Nb3Sn线圈和NbTi线圈相结合的混合结构,对14 T全身MRI磁体进行了电磁概念设计和热稳定性及失超保护仿真分析,并简要阐述了14 T全身MRI磁体在应力、接头和匀场方面的关键问题.根据分析结果认为:1)Nb3Sn导线是14 T全身MRI磁体需要面临的首要挑战性问题—作为最佳选择的青铜Nb3Sn导线,其现有产品的性能指标离14 T全身MRI磁体的要求尚存在有一定的差距;2)14 T全身MRI磁体的失超保护涉及线圈的铜超比设计、运行电流同线圈电感的协调配置、被动保护的分段策略和主动保护的失超触发控制以及主动屏蔽结构磁体在失超过程中的逸散磁场限制等多个十分复杂的环节,是最具挑战性的综合性技术.     

超导及其军用前景

 1911年荷兰科学家昂内斯(Ｈ.Ｋ.Ｏｎｎｅｓ)在测量汞电阻实验中发现了超导,从此,超导走进人类社会。超导体处于超导态时电阻率为零,且具有完全抗磁性,正由于它这不同寻常的特性,潜藏着无比广阔的应用前景,几十年来吸引着大批科学家孜孜不倦地探索它的奥秘。近年来超导研究飞速发展,不少国家在实用化超导技术的开发应用中取得累累硕果,大批超导产品纷纷问世。据国际超导产业技术研究中心等机构预测,到2020年,超导产业在电子和医疗等领域将发挥重要作用,会发展成1500亿美元的巨大国际市场。     

超导磁体失超过程中Quench-Back效应的数值模拟研究北大核心CSCD

Quench-Back是一种诱发超导磁体内产生新的失超区从而加快失超传播的现象.合理利用Quench-Back效应进行失超保护,需要准确理解Quench-Back作用下磁体内部的传热与电磁过程.以实际工程中某超导螺线管磁体为例,建立了失超过程三维瞬态耦合热-电磁-电路模型.整个模型采用两个顺序耦合的子模型实现,子模型一为三维传热模型,子模型二为轴对称电磁-电路直接耦合模型.得到了失超过程电流,热点温度和内电压变化曲线,分析了Quench-Back效应对失超过程关键参数的影响,研究了Quench-Back加速失超传播的具体过程.研究结果表明:Quench-Back效应可以有效控制失超过程中磁体内的热点温度,降低磁体内的过电压;Quench-Back效应与骨架材料,线圈结构和失超起始位置关系密切.     

新型超导体二硼化镁(MgB2)基础研究及其应用展望

文章简要介绍了新型超导体二硼化镁的发现、研究进展和应用前景．理论和实验都已经证明，二硼化镁的超导电性来源于电声子耦合，可以用具有S—波对称性波函数的BCS图像来描述．然而在二硼化镁超导体中，人们发现有两个超导能隙，一个在6meV，另外一个在2meV左右，它们同时在超导转变温度处打开，这给超导机理研究带来了一些新的内容．在混合态物理方面，人们发现超导与正常态的边界线(上临界磁场Hc2)与磁通融化线(不可逆线Hirr)之间有很大的间隙，即使在绝对零度时也是如此，作者提出这可能是由于双能隙的结果或磁通物质的量子融化．在应用方面，最有可能把它做成超导磁体，利用闭路循环制冷机制冷在20K左右使用，这样极有可能取代现在医学上使用的核磁共振成像的液氦温度超导磁体．     

YBCO超导体的电工学应用研究进展

超导体具有一些完全区别于传统电工导体和电工磁性材料的电磁特性,因而在电工学领域具有广泛的应用价值。自从1987年发现高温超导体以来,高温超导体的电工学应用研究得到了快速的发展。YBCO超导材料具有比BSCCO超导材料更加优越的电工学应用性能,因而随着YBCO超导材料逐渐实现小批量供货,近年来有关YBCO超导体的电工学应用研究得以广泛的开展。文章重点介绍国内外在YBCO材料(包括块材和带材)及其在电力技术和磁体技术等方面的应用研究进展,以此纪念YBCO超导体发现30周年。     

超导体产生的强磁场如何测量?

 一、超导体能产生强磁场自1911年荷兰科学家昂内斯发现超导现象以后,许多大科学家绞尽脑汁设法从理论上解开这一奇妙现象之谜.经过了漫长的努力,超导现象终于在1958年为三个美国科学家巴丁、库珀、施莱弗联合提出的一项理论(即著名的BCS理论)所基本解释,这三位科学家也因此荣获了诺贝尔物理学奖.六十年代以来,由于第二类超导体的制造工艺日益进步,超导技术已逐步取得了不少实际应用.数年前发现的高温超导现象,已成为家喻户晓的事实了.     

强磁场的产生及应用

 强磁场通常指的是场强为几特斯拉（T）（1T=10⁴奥斯特）的磁场.强磁场是进行物性研究和应用研究的重要条件之一.在许多领域中有广泛的应用.许多发达国家都有强磁场实验室.本文简单扼要地介绍强磁场产生的方法及其在某些方面的重要应用.一、强磁场的产生强磁场有稳态式和脉冲式两种.产生稳态强磁场的磁体通常是用导体绕成的螺旋管,它可分为三种:普通导体磁体、超导体磁体、由普通导体和超导体结合绕成的混合磁体.普通导体的磁体所能达到的场强一般为20T.     

一种紧凑型激光同步辐射光源的初步设计及应用前景

激光与相对论电子束的康普顿散射可产生高亮度、超短脉冲、辐射波长可调、峰值亮度高的准单色、极化X射线。这是一种新型的激光同步辐射光源,以其造价低、小型紧凑等特点受到人们的重视,成为当前研究的热点。介绍了激光同步辐射光源的性质和特点,对利用北京大学超导加速器装置的电子束产生激光同步辐射进行了初步计算和设计,该波段X射线显示出了诱人的应用前景。     

一种紧凑型激光同步辐射光源的初步设计及应用前景

 激光与相对论电子束的康普顿散射可产生高亮度、超短脉冲、辐射波长可调、峰值亮度高的准单色、极化X射线。这是一种新型的激光同步辐射光源，以其造价低、小型紧凑等特点受到人们的重视，成为当前研究的热点。介绍了激光同步辐射光源的性质和特点，对利用北京大学超导加速器装置的电子束产生激光同步辐射进行了初步计算和设计，该波段X射线显示出了诱人的应用前景。