國內(nèi)首臺大口徑十字交叉溫孔高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)研制成功

  日前，從中科院電工所獲悉，該所超導(dǎo)磁體及強磁場應(yīng)用研究部在國家重大基礎(chǔ)科學(xué)設(shè)施“穩(wěn)態(tài)強磁場裝置”項目的支持下，采用無液氦傳導(dǎo)冷卻磁體技術(shù)，成功研制出國內(nèi)首臺大口徑“十字交叉溫孔”的高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，可在同時具備了水平和垂直兩個方向的“十字交叉溫孔”(100mm口徑)中產(chǎn)生8~10T的恒定磁場。

  據(jù)介紹，具有“十字交叉溫孔”結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)磁體具有分裂間隙為134mm的電磁結(jié)構(gòu)，線圈中最大磁場為13.5T，分裂間隙中線圈間的電磁吸引力可達235噸。為了克服大分裂間隙中超導(dǎo)線圈的巨大電磁力對超導(dǎo)性能的影響，優(yōu)化了超導(dǎo)磁體的機械結(jié)構(gòu)和傳熱結(jié)構(gòu)，獲得了最優(yōu)的電磁-應(yīng)力-傳熱結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計方案。整個超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的冷卻載荷達1噸，采用傳導(dǎo)冷卻技術(shù)成功地實現(xiàn)了將大體積復(fù)雜結(jié)構(gòu)冷卻載荷的溫度降低至3.8K超低溫，保證了超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，擺脫了超導(dǎo)磁體系統(tǒng)對液氦、液氮等的依賴。

  科研人員指出，具有“十字交叉溫孔” 結(jié)構(gòu)的大口徑高場超導(dǎo)磁體，不僅能為用戶提供較大的強磁場應(yīng)用空間，還可對樣品試驗過程的實時觀測提供條件，被廣泛用于材料處理、磁光學(xué)和磁化學(xué)等領(lǐng)域的探索研究。

  日前，該系統(tǒng)已通過專家組的測試驗收，各項指標(biāo)均達到設(shè)計要求。中科院電工所研制成功的大口徑“十字交叉溫孔”高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，標(biāo)志著我國在復(fù)雜結(jié)構(gòu)高場超導(dǎo)磁體設(shè)計和制造的技術(shù)進入了國際先進行列。