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首套HL-LHC CCT超导磁体发往欧洲
2021-10-19|文章来源:加速器中心 |【
 

  中国团队为欧洲核子研究中心(CERN,Conseil Européenn pour la Recherche Nucléaire)大型强子对撞机亮度升级项目(HL-LHC,High-Luminosity Large Hadron Collider)研制的首套正式斜螺线管型(CCT, Canted-Cosine-Theta)双孔径超导磁体,在通过4K环境下磁场强度、磁场质量,以及多次4小时运行稳定性测试后,10月18日启程发往欧洲;该磁体将首先运送至瑞典乌普萨拉大学(Uppsala University)进行1.9K性能复测,然后发往CERN等待后续组装工作。 

  2020年中国团队完成CCT磁体全尺寸样机的研制及国内4K性能测试;样机于2020年9月发往CERN进行1.9K性能复测,12月份CERN完成各项测试,确认达到设计指标,验证了国内CCT磁体技术及工艺路线的可靠性。正式磁体的研制于2020年年中开始,为改善磁体样机性能测试时过多的失超锻炼次数,首套CCT磁体研制尝试采用了新的超导线圈制作工艺;与原工艺相比,将每个孔径到达设计电流前的失超锻炼次数缩减至一半左右,大幅度降低了磁体初次性能测试的时间及经济成本,同时场质量误差达到了0.05%以内。后续磁体的制作将基于该新工艺,同时进行更严格的质量管控,以进一步提升磁体锻炼特性。  

  HL-LHC CCT超导磁体项目由中科院高能物理所牵头,联合中科院近代物理所及西部超导、八匹马超导、高能锐新、合肥科烨等国内相关企业,完成1台全尺寸样机加12台正式磁体的研制任务;交付CERN后,与HL-LHC项目中其它性能升级的装备一起,将LHC加速器对撞亮度提高5倍;磁体在两个孔径内分别产生一个水平方向及一个垂直方向的偏转磁场,孔径105mm,孔中心间距188mm,运行电流为394A,每个孔径可提供5Tm的积分场,用于控制束流轨道的交叉角和轨道偏差。HL-LHC CCT磁体将是新型CCT结构的超导磁体首次应用于在运行的粒子加速器中。 

  CCT型超导磁体相较于传统的加速器磁体,具有结构及制作工艺简单、制作成本低等特点,有望在未来建设的大科学装置或医用重离子/质子治癌项目上得到更广泛的应用。 

图一:首套HL-LHC CCT磁体研制完成并通过4K性能测试

图二:采用新工艺(左)与样机原工艺(右)的线圈失超锻炼过程曲线对比

图三:磁体打包发往欧洲


 
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