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超臨界氦外冷卻90度超導二極磁體測試成功

2020-06-18 合肥物质科學研究院
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  近日,中国科学院合肥物质科學研究院等离子体物理研究所和中科离子医学公司联合研制的90度超导二极磁体完成测试,这是国内首个实现超临界氦外冷却的大型马鞍形90度超导二极磁体。
  項目團隊在超導磁體傳導冷卻系統的基礎上創新設計采用超臨界氦強迫單向循環外冷卻低溫系統,爲小型低溫冷氦氣循環獨立系統的研發奠定了基礎,確保超導二極磁體在旋轉工況下的低溫穩定運行,實現在高真空無壓力聚集下的快速冷卻、低成本旋轉、快速多變勵磁等功能。

  超臨界氦強迫單向循環外冷卻低溫系統可以保證冷卻通道中沒有氦氣聚集的危險,運行溫度的選擇不受氦沸點的限制。在磁體失超時不會産生大量的氦氣,避免了液氦浸泡超導磁體在旋轉過程中導致線圈盒內部壓力劇增産生的風險隱患,提高了超導二極磁體的運行穩定性。項目團隊在該磁體研制和測試中攻克了馬鞍形繞制、超臨界氦外冷卻系統設計等關鍵技術,90度超導二極磁體在超臨界氦外冷卻方式下的成功勵磁標志著此類超導二極磁體具備了下一步工程化應用的基礎。

  目前,該90度超導二極磁體用于質子治療裝置旋轉機架系統,對于旋轉機架系統的輕量化和小型化具有積極推動作用,相關成功經驗不僅可以用于質子醫療設備研發,在同步加速器環等領域也具有重要應用價值。基于該90度超導二極磁體的成功研發,項目團隊將進一步發展超導二極磁體的工程技術。

图1 超导二极磁体低温测试数据

图2 超临界氦外冷却超导二极磁体励磁测试现场和超导线圈

图3 超导旋转机架系统三维示意图

打印 責任編輯:江澄

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