文档介绍：中国科学院合肥物质科学研究院
硕士学位论文
重离子加速器CR二极超导磁体的导体设计分析和实验研究
姓名:姚卫超
申请学位级别:硕士
专业:核能科学与工程
指导教师:武玉
20070606
摘要象。在男孪钅俊肮手乩胱印⒎粗首蛹铀倨骺蒲а芯装置中,二极磁体是一个很重要的组成部分,它的主要作用是实现在打靶时产生的放射性束或反质子束的随机冷却和在等时性模式下测量短寿命离子的质量。它的研制成功将臀虏馐裕憾匀浦拼盘逑呷Φ某继褰械臀挛锢硎笛椴馐裕觳馄湮锢阅芊治觯豪肊绦蚓返丶扑愠龆ù盘逑低吃谡L榭鱿碌满足磁体稳定运行条件。然后计算了磁体失超后热点温度,为失超保护系统提供最后介绍了大型超导模型线圈的实验装置,并提出二极磁体线圈的实验随着超导技术的发展,超导磁体的应用特别是大型超导磁体的应用已越来越广泛。本文以德国重离子研究中心,简称產募铀倨餍录苹钅恐惺占ǔ即盘逦V饕Q芯慷会为放射性束或反质子束提供更好的研究机会。本文首先给出二极磁体的工程结构设计。根据工程结构设计对磁体做必要的实验研究和理论分析。研究内容主要包括以下几个方面:参数是否符合磁体的设计要求。环向磁场强度、电感与储能以及该磁体结构所受的洛仑兹力。这些结果将为二极超导磁体系统的磁体稳定性能分析提供重要理论数据。榷ㄐ苑治觯罕疚牟捎玫氖蔷任榷ǖ姆治龇绞剑觳獯盘逶诵胁问欠必要的参数。方案。关键词:超导磁体,二极磁体,绝热稳定,热点温度
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中国科学院硕士学位论文原创性声明郑重声明:本人呈交的硕士学位论文《重离子加速器二极超导磁体的导体设计分析和实验研究》,是在导师武玉研究员的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。
第一章绪论弟一早汞的电阻在蓖蝗幌А庵制嬉煜窒蟊怀莆3嫉缧裕鱿殖嫉缧殖度的条件。三年后即年,昂尼斯在测试纯金属电阻率的低温特性时发现,⑾郑继逡坏┙超导状态,体内的磁通量将全部被排出体外,磁感应强度恒为零,且不论对导体磁通量排出体外,如图所示。超导体的这种特性叫做“迈斯纳效应保叫完全抗磁性。当逐渐增大磁场到达一定数值后,超导体会从超导念变为正常念,,荷兰物理学家昂尼斯首次成功地液化称为“永久气体”的氦,进而获得牡臀吕湓矗5臀挛锢硌芯看丛炝嘶竦酶臀的温度称为超导转变温度或临界温度,用硎尽3继逶诹俳缥露纫韵碌缱柘失的现象,一般称为零电阻现象,它是超导体的基本特性之一。年,德国物理学家迈斯纳是先降温后加磁场,还是先加磁场后降温,只要进入超导状态,超导体就把全部注:硎境继硎菊L幽迈斯纳效应示意图旃一尊绪论
一㈣№导电性所需的最小磁场称为临界磁场,记为以。皿值与温度有关,如图所示,它遵从抛物线方程,如下式:另外,超导体无阻载流的能力也是有限的‘,当通过超导体中的电流达到某一特定值时,又会重新出现电阻,使其产生这一相变的电流称为临界电流,记为厶。两端电压达到//时,导体所通过的工作电流。超导体的电压和工作电流的关系如图所示,通常临界电流被定义为:超导体图超导体的磁场臀露关系图超导体的临界电流和电压的关系蕾离了加速器一二极超导磁体的导体改计分析和实鏵
为了更进一步深入理解超导体物理机理,年,美国物理学家巴丁晶格的振动使自旋和动量都相反的两个电子组成动量为零的库珀对,所以根据量从而无阻碍地形成电流。根据超导体的不同材料,可分为两大类:通常把金属、合金和化合物超导体各国科学家除对超导体的机理研究分析外,另一方面对超导材料的发现和深入探索仍在不断进行当中,以加快超导体的应用步伐。自超导电性发现以来,经但在医学上使用的核磁共振成像仪已达数千台。另外由于当时超导现象只能在液了超导的应用。年代开始,人们一直在探索超导临界温度提高到液氮温区~奈露认碌缱杞咏诹悖佣!案呶鲁肌毖芯拷铱A诵碌囊灰场年初,美籍华人科学家朱经武教授和他的学生吴茂琨,以及中国科学家赵忠贤研究员相继发现了另外一种材料【,钇一钡一铜一氧化物,使超导临界温度的记录提高到了T谒婧蟮慕侥晔奔淅铮琘系月年月蚑年高温超导材料俳缥露任相继被发现。随后的几年,高温超导临界温度迅速提高,已达到,并向更高的温度进军,如图尽8呶鲁疾牧系牟欢衔适溃3疾牧洗邮笛槭易呦蛴τ成本大大降低,。在这个温度上,超导体可以用廉价而、库珀⑹├锔岢隽薆理论他们名字的第一个字母组合命名唇馐统枷窒蟮奈⒐刍怼理论认为:子力学中物质波的理论,⑾掷称