MICE超導(dǎo)磁體勵磁卸載過程中的熱分析.pdf

1、MICE（Muon Ionization Cooling Experiment）是世界上首次以實驗證明離子化冷卻μ介子的科學(xué)研究裝置，實驗結(jié)果對于未來μ介子加速器裝置的成功運(yùn)行至關(guān)重要。超導(dǎo)耦合磁體系統(tǒng)是構(gòu)成MICE實驗裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，該磁體在超導(dǎo)線圈尺寸、自感至電磁儲能方面為MICE裝置中研制難度最大的，其采用二級脈沖管制冷機(jī)間接冷卻，相比傳統(tǒng)液氦浸泡冷卻結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但同時也對磁體的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高要求。本文初步分析了哈

2、工大低溫與超導(dǎo)技術(shù)研究所承擔(dān)的MICE超導(dǎo)耦合磁體系統(tǒng)項目中研制的三套超導(dǎo)磁體的交流損耗及其對磁體穩(wěn)定性的影響，研究結(jié)果為MICE超導(dǎo)耦合磁體勵磁和卸載方式選擇，冷卻系統(tǒng)設(shè)計及穩(wěn)定運(yùn)行提供了一定理論依據(jù)。
　　本文首先討論了磁體所用NbTi超導(dǎo)線的臨界特性，應(yīng)用磁體勵磁和卸載過程的等效電路對各種勵磁和卸載方式進(jìn)行了分析，針對三套超導(dǎo)磁體優(yōu)化了磁體勵磁和卸載過程，分別得到了時間最短的勵磁和卸載方式。
　　通過對超導(dǎo)線圈交流損耗

3、計算方法的分析，討論了穿透場強(qiáng)對磁滯損耗的影響，同時分析了磁滯損耗、耦合損耗和傳輸效應(yīng)對磁體交流損耗的影響。應(yīng)用數(shù)值模擬方法，得到磁體骨架在磁體不同電流變化速率下的渦流損耗大小和分布，通過與以往的工程估算結(jié)果比較，驗證了模擬結(jié)果的可靠性。
　　應(yīng)用大型有限元軟件對選定的磁體勵磁和卸載方式進(jìn)行溫度場的動態(tài)模擬，同時得到線圈交流損耗的變化特性。通過對磁體最小溫度裕度的分析，對不同磁體勵磁和卸載過程中失超的可能性做出判斷。為MICE超導(dǎo)