S型超导六极磁体的电磁-力学分析研究

通过有限元分析的方法对14.5 GHz的ECR离子源中S型六极磁体电磁与力学特性进行了分析研究。对比分析了跑道型、马鞍型和S型三种结构的ECR离子源磁体间的相互作用力,然后以离子源所需的轴向约束场以及磁体间的电磁力为优化对象,研究S型六极磁体的优化。结果表明：相较于传统结构,S型六极磁体结构的优势在于能够提升ECR离子源的轴向磁场以及降低磁体端部所受洛伦兹力和应力。     

用于高场加速器磁体的新型高温超导内插线圈概念设计

中国科学院高能物理研究所正在进行环形正负电子对撞机-超级质子对撞机(CEPC-SPPC)的研究工作,未来超级质子对撞机(SPPC)初期要求的主环二极磁体磁场强度为12 T,升级后的磁体场强需求为20～24 T.为了达到15 T及以上的场强,高温超导线材制作的内插高场线圈是目前的唯一选择.本文对YBCO内插线圈做了相应的探究,并提出的一种新的设计方案,具有以下特点:线圈结构采用Common-coil与Block-type混合的设计,并解决了端部弯曲半径小的问题;充分利用YBCO在高场下磁场与超导带材平行时临界电流密度是垂直情况下的数倍特性,通过优化端部结构减小线材与磁场夹角;计算了不同形状及弯曲半径组合下的线材弯曲情况,综合考虑了端部长度与线材张力之间相互制约的问题,并给出了最终结果;试绕了两种端部的铜线圈,以及balloon-end的高温超导YBCO线圈并进行了测试.