ALS作為以低發(fā)射度電子儲存環(huán)為基礎(chǔ)的第三代同步輻射光源，額定能量為1.9 GeV。在其運行的7 年中，用戶每年增加到大約2000人，而且變化越來越大，不同用戶對加速器的要求也在增加。
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確保ALS以可靠的方式為用戶提供高質(zhì)量的束流；
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了解和繼續(xù)改進設(shè)備的性能，使其保持在同步輻射光源的前沿；
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確保改進順利進行，將對用戶的不利影響降到最低程度；
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研究增強ALS能力和性能的潛在改進。
該組支持其他實驗室內(nèi)外的加速器工程，以及ALS上進行的非加速器項目。
2003年，在了解ALS儲存環(huán)和改進其性能方面取得了重要成就，還下大力研究將來的項目和設(shè)備的改進，特別是涉及產(chǎn)生飛秒X射線、增加亮度和產(chǎn)生遠紅外線輻射。
近期機器改進
以可靠方式為用戶提供高質(zhì)量束流—ALS在2003年的運行中實現(xiàn)了幾個改進。這是第一次全年在高頻系統(tǒng)中采用高次模阻尼器和利用垂直色散波控制束流的大小。
成功地調(diào)試了一條新的診斷光束線。在另一個有希望的實驗中，表明相干的紅外線輻射對飛秒限幅的有效性具有敏感、連續(xù)和非破壞性的診斷。
2004年5月后進行日常關(guān)機，在第三個諧波腔體中安裝另外的阻尼器。這些阻尼器的目標(biāo)是使在最大束流時被動地穩(wěn)定（就是說，不需要反饋系統(tǒng)）。如果成功，這將會具有幾個重要的優(yōu)點。在這次關(guān)機中，安裝新的扭擺磁鐵W11替代老的W16扭擺磁鐵。這是用于三條蛋白質(zhì)晶體學(xué)光束線的硬X射線輻射源，并作為飛秒限幅實驗的調(diào)制器。它同時服務(wù)于飛秒和蛋白質(zhì)晶體學(xué)界的能力是其優(yōu)于前身的主要特點。
未來改進
ALS加速器組總是在考慮可能進行的改進，2003年2 月基礎(chǔ)能源科學(xué)咨詢委員會分會舉行了《20年基礎(chǔ)能源科學(xué)裝置路線圖討論會》。會上，ALS實驗室報告了儲存環(huán)的改進和一個新的專用于遠紅外輻射儲存環(huán)“CIRCLE”的計劃。
會上報告的潛在的儲存環(huán)改進涉及提高亮度，第一步是通過準(zhǔn)連續(xù)注入方案和縮小插入件之間的垂直間隙，
將時間平均電流提高3倍到750 mA。另外，計劃要求兩個半尺寸帶有輻射防護曲徑入口的插入裝置替換老的全尺寸平的插入裝置。通過增加更多的應(yīng)用特殊光束線，會提高裝置的能力和生產(chǎn)力。在典型的每年停機，對用戶干擾降到最低程度情況下，這個計劃可以逐步實現(xiàn)。
改進ALS性能的一個例子是計劃將垂直束流的尺寸從150微米顯著降低到約5微米。通過計算機引導(dǎo)在儲存環(huán)中優(yōu)化放置斜四極磁鐵，可以實現(xiàn)這一改進。這僅僅是旨在實現(xiàn)全能量注入近期改進任務(wù)的一部分。全能量注入的運行方式已在先進光子源和瑞士光源上采用。
在更短的期限內(nèi)，以全能量500 mA注入運行，使時間平均電流增加一倍。要全能量注入運行，需要進行幾個改進：主要是增強器注入器的能量必須從1.5 GeV提高到1.9 GeV，光束線的閘門在注入中始終打開。2003年得到一些初始費用，用來精煉全能量改進的范圍。到2004年年底，500 mA的改進范圍將確定下來，計劃到FY07年底完成這一改進計劃。
遠紅外線儲存環(huán)：探索遠紅外線源的一項實驗室領(lǐng)導(dǎo)的研究與開發(fā)（LDRD）項目
在《20年基礎(chǔ)能源科學(xué)裝置路線圖討論會》上還報告了一種新的穩(wěn)定遠紅外線輻射源的概念。這種遠紅外線輻射源的通亮遠遠大于常規(guī)光源的通亮，并具有同步輻射可以形成的脈沖。這個光源被命名為CIRCE （相干紅外中心），它以ALS增強器同步加速器屏蔽隧道上的66米周長的環(huán)為基礎(chǔ)，并利用現(xiàn)有的ALS的注入器。該概念的研究到目前已經(jīng)得到實驗室領(lǐng)導(dǎo)的研究與開發(fā)計劃的支持。
與現(xiàn)有的同步加速器和熱遠紅外光源相比，CIRCE在平均通亮方面將提高6到9個數(shù)量級。對于光學(xué)和電子學(xué)之間邊界，有時稱為“太赫間隔”的光譜區(qū)域來說，它將是一個革命性的光源，因為傳統(tǒng)上實驗難于接近這一光譜區(qū)。
如左上圖所示，CIRCLE環(huán)可以放在現(xiàn)有ALS增強器屏蔽之上。環(huán)的設(shè)計可使無數(shù)相干的同步輻射光束線（紅色）直接位于屏蔽墻附近。ALS不需要注入器進行初始注入或全能量注入的長周期里，現(xiàn)有的ALS注入器可用來把全能量束流注入到CIRCLE中。右上圖表明CIRCLE預(yù)期的性能適合難以研究的光譜區(qū)，現(xiàn)在的光源不是達不到，就是產(chǎn)生更少的光。
束流物理中心
詩人Carl Sandburg吟道："什么都沒有發(fā)生除非當(dāng)初是個夢，”總結(jié)了該組將其理論和實際能力應(yīng)用到AFRD現(xiàn)在的需要，同時朝未來可能工程工作的方式。用激光等離子體加速和通過湯姆森散射產(chǎn)生飛秒X射線脈沖的實驗是該組最近獲得的著名的成就。
束流物理中心幫助解決項目的直接需要—像Carl Sandburg在引語中指出的那樣—還為將來的研究打下基礎(chǔ)。最近幾年來，束流物理中心的工作在深度、廣度和范圍內(nèi)都取得了重大進展。原來作為探索研究小組于1985年特許成立，根據(jù)任務(wù)的需要，該組人員按AFRD研究部中的一個中心組織起來，幫助解決一些主要裝置和計劃中的技術(shù)挑戰(zhàn)和增強LBNL在粒子和光子束流研究中的能力。
在更早的歲月里，LBNL的工作人員在設(shè)計、建造和調(diào)試ALS過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。依靠自己的經(jīng)驗，LBNL成為PEP-II的起源、設(shè)計、建造和調(diào)試的主要貢獻者之一。這個能量不對稱的B介子工廠建在斯坦福直線加速器中心（SLAC），用于研究CP破壞，進而增加對物質(zhì)和能量的了解。這個合作建造的工程結(jié)束和投入運行后，LBNL的科學(xué)家和工程師們將這個專門技術(shù)帶回ALS，將束流動力學(xué)、高頻和反饋系統(tǒng)用于正在進行的ALS性能的增強和運行改進。
與此同時，LBNL重點開展了下一代直線對撞機初步設(shè)計方面的合作，做了大量的工作。國際未來加速器委員會2004年8月做出將采用冷技術(shù)建造下一代加速器后，LBNL決定進一步加強國際合作，利用已取得的經(jīng)驗和技術(shù)做出應(yīng)有的貢獻。
另一個重要的發(fā)展是出現(xiàn)了μ子對撞機和中微子工廠的概念。國家μ子對撞機合作組挑選LBNL為涉及對撞機環(huán)和作為中微子源的μ子儲存環(huán)工作的協(xié)調(diào)單位；該項主要通過束流物理中心去做。另外，LBNL的科學(xué)家和工程師們還涉及為在費米實驗室計劃進行的μ介子實驗進行模擬和高頻硬件的設(shè)計。
LBNL的科學(xué)家們繼續(xù)擴大實驗?zāi)芰?。所有光子注入器、激光加速、激光引?dǎo)和光學(xué)隨機冷卻研究的準(zhǔn)備工作都正在進行中。激光光學(xué)和加速器系統(tǒng)綜合研究實驗室增加了短脈沖桌面激光器，以便進行各種涉及新奇的加速、診斷和控制技術(shù)的激光-等離子體-粒子相互作用的研究。這些研究目前處于早期探索階段，為未來打下基礎(chǔ)。將來，現(xiàn)在用高頻能量做的事，通過利用光必須用更短的波長和時間結(jié)構(gòu)去做。
在傳統(tǒng)的領(lǐng)域繼續(xù)取得進展，如加速器理論、線形和非線形束流動力學(xué)、自由電子激光，特別是在衛(wèi)星的功率射束中的應(yīng)用、以先進飛秒技術(shù)為基礎(chǔ)的輻射源和高能對撞機物理。LBNL各種研究和教育活動均有學(xué)生、國外訪問者和來自世界各研究機構(gòu)的新老合作者的大力參與。
束流物理中心的科學(xué)家和工程師們涉及支持世界上高能對撞機理論和概念的發(fā)展。關(guān)鍵的有限束流動力學(xué)問題，像電子云效應(yīng)、快離子不穩(wěn)定性等已經(jīng)為LHC、PEP-II和其他的機器在理論上進行了研究。還研究了對撞機上高能高亮度的對撞和相互作用點處的各種物理問題。正在探究高能對撞機總的加速和輻射新情況，例如韌致輻射和電場加速梯度（GeV/m）。
聚變能研究
化石燃料用盡后怎么辦？LBNL計劃通過在重離子感應(yīng)加速器上的研發(fā)增加慣性聚變能的選擇。
無情減少化石燃料的供應(yīng)和對能源產(chǎn)生的環(huán)境代價的日益關(guān)注，使得聚變看來更具吸引力。所有釋放能量過程中最具潛在效率的是聚變，它也有其他的吸引力。燃料（氫同位素氘和氚）可容易地獲得，反應(yīng)后不會留下與裂變有關(guān)的長壽命放射性廢物。但電廠范圍的受控聚變將需要數(shù)年的進一步開發(fā)；典型估計在2035年左右需要一臺示范電廠。
能源部支持兩個主要的聚變研究計劃，一個基于磁約束，另一個基于慣性約束。最有希望的慣性約束聚變產(chǎn)生能源的形式是利用重離子束流將一個靶加熱并進行壓縮，或“驅(qū)動”。所產(chǎn)生的能量在靶室中受到控制、被俘獲和轉(zhuǎn)換成熱能。從4個兆焦的束流功率，聚變的產(chǎn)量約為200兆焦。
過去10年中，已經(jīng)研究過慣性聚變能的幾乎所有能源部和國會委托的高級委員會都把重離子加速器確定為最有前途的驅(qū)動裝置的后選者。從工程和經(jīng)濟的可行性考慮，驅(qū)動裝置必須可靠和有效。它們也必須具有高的脈沖重復(fù)率（幾個脈沖/秒）而后長的壽命（約30年）。激光用于近期研究極好，但是它們是為低重復(fù)率，典型的是每天幾次而設(shè)計的。重離子加速器提供高度可靠、有效的解決辦法。結(jié)果，聚變政策咨詢委員會、美國國家科學(xué)院和聚變能咨詢委員會的評審?fù)扑]擴大用于聚變能重離子加速器的計劃。
為滿足電廠驅(qū)動裝置的這些挑戰(zhàn)性的要求，LBNL聚變能研究計劃正進行以下研究：高功率和高亮度重離子束流 的產(chǎn)生；反應(yīng)室中離子束流傳播物理和新的更具經(jīng)濟潛力的加速器戰(zhàn)略的確認。（最低造價很重要，因為慣性聚變電廠不僅要在物理和工程上取得成功，而且在商業(yè)上也要成功。）
離子束技術(shù)
像鉆石一樣的碳薄膜，探測隱藏在貨物中的爆炸物，未來派的量子計算和能源部用于中子科學(xué)的首要用戶裝置有什么共同之處嗎？它們均受益于離子束和等離子體中的專門技術(shù)，以及離子束技術(shù)計劃中的相關(guān)系統(tǒng)。
加速器的設(shè)計、建造和運行均吸取了AFRD原來積累的經(jīng)驗和技術(shù)。在這段歷史中，開展了與產(chǎn)生和運用等離子體和離子束流有關(guān)的不同的科學(xué)和技術(shù)活動。采用這樣技術(shù)的范圍從在表面包上一層應(yīng)的保護膜，到制造納米設(shè)備，再到治療癌癥。
離子束流計劃于1993年形成，旨在將這些活動統(tǒng)一起來。共同的主題是離子源、離子加速系統(tǒng)和等離子體科學(xué)中的專門技術(shù)。該計劃有65個半日制或全日制成員，包括科學(xué)家和工程師、技術(shù)和行政支持人員以及學(xué)生。（學(xué)生成為該計劃不可或缺的一部分；現(xiàn)有11名研究生，他們的論文工作主要或完全取決于他們在此做的工作。1997年以來，根據(jù)他們基于該項工作所做的論文，有9位研究生被授予博士學(xué)位，預(yù)計來年還有1位。）這里的大部分工作具有合作的性質(zhì)，有很多的訪問者，他們來自其他的大學(xué)和實驗室以及工業(yè)界。 FY04的活動經(jīng)費大約是610萬美元。有100多篇文章報告了離子束流技術(shù)的工作人員2003年1月以來所做的工作，其中50 篇刊登在學(xué)報和刊物上?！ ?nbsp;
項目活動和戰(zhàn)略方向
主要責(zé)任之一是為能源部基于離子加速器的工程服務(wù)，包括高能和核物理、基礎(chǔ)能源科學(xué)的工程以及其他地方的工程。他們已確立了為主要工程做出杰出貢獻的名聲，特別是他們廣泛被視為做前端的實驗室，作為多實驗室散裂中子源團隊的一部分，在其完成自己的工作后尤為如此。他們打算將自己定位在為在美國科學(xué)議程中起重要作用的新的計劃做出貢獻，如稀有同位素加速器（RIA）、散裂中子源改進和先進質(zhì)子驅(qū)動裝置。
下面顯示的圖是高頻四極磁鐵直線加速器，或英文縮寫RFQ，是作為散裂中子源前端系統(tǒng)的部分而建造的。對設(shè)計和制造構(gòu)成挑戰(zhàn)的這些有效的低能加速器的專門技術(shù)可追述到貝伐拉克時期其中一個離子束流技術(shù)組。這個RFQ產(chǎn)生低發(fā)射度帶負電荷的氫離子束流。束流2 的能量為2.5 MEV，流強為50毫安。
這個負氫RFQ是為散裂中子源建造的“前端”的一部分。圖中顯示的是從RFQ腔體輸出端向上游看到的情景。RFQ從右下角看的最清楚，它是個長的銅顏色的金屬盒，沿其內(nèi)部，從一端到另一端是四個金屬葉片。精密加工的形狀使得腔體被高頻功率激勵時在中心軸形成加速和聚焦電場。
2004年繼續(xù)從事稀有同位素加速器的工作，該工作通過加速器模型和先進計算組（AMAC）與LBNL核科學(xué)部以及美國其他國家實驗室的合作進行，工作進展順利。
繼續(xù)保持散裂中子源方面的伙伴關(guān)系，支持開發(fā)低水平的高頻控制器，結(jié)果使LBNL 在該領(lǐng)域獲得很強的工程能力。
利用制造前端系統(tǒng)的專門技術(shù)，LBNL正在探討需要定向中子束高通亮的基于加速器中子產(chǎn)生器用于應(yīng)用的可能性。產(chǎn)生中子的兩個重要目標(biāo)是建造適度規(guī)模的LBNL設(shè)施，支持中子科學(xué)和加州大學(xué)的教育任務(wù)，以及將技術(shù)轉(zhuǎn)讓給工業(yè)和美國國家安全部門。
中子技術(shù)是離子束技術(shù)（IBT）計劃中另一個為時長久的強項。LBNL不斷將像現(xiàn)在這個氘-氘和氘-氚中子產(chǎn)生器的性能提高到一個跟高的水平，現(xiàn)正在開發(fā)創(chuàng)新設(shè)計、結(jié)構(gòu)和開辟醫(yī)學(xué)、國土安全和能量研究可能性的方法。這些創(chuàng)新包括用于點源應(yīng)用環(huán)形等離子體結(jié)構(gòu)和專門脈沖要求的技術(shù)像衰減次數(shù)和超短脈沖寬度。
數(shù)年來，LBNL開展了加速器的醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究（特別是在184英寸同步回旋加速器和貝伐拉克上，從此退役）。LBNL的IBT科研人員是這項專門技術(shù)的繼承人，并為設(shè)在醫(yī)院的質(zhì)子治療中心作出過許多貢獻。他們在高-直線-能量-傳遞強子治療方面的經(jīng)驗（例如用質(zhì)子束流和輕的離子）導(dǎo)致廣泛了解如何用高流強加速器和相關(guān)技術(shù)為（BNCT）最佳地產(chǎn)生超熱中子。現(xiàn)正在積極尋找與私營部門合作建造一臺基于加速器的高流強硼中子俘獲治療設(shè)備（2.5 MeV質(zhì)子，直流電流為50毫安）的機會。還在改進俄羅斯Obninsk處的一臺2.5 MeV的質(zhì)子加速器，目標(biāo)上是將束流電流提高到5 mA d.c.，用于能源部防止擴散項目計劃下的BNCT臨床實驗。
最后，在納米加工（電子學(xué)和納米技術(shù)研究與開發(fā)感興趣）方面，LBNL有了用于離子束印記、單個原子設(shè)備控制、材料更改、表面工程和薄膜合成的獨特的一套綜合資源。他們的目標(biāo)是進一步開發(fā)這些能力，以創(chuàng)造出產(chǎn)生超小高精度結(jié)構(gòu)所需要的工具和工藝，和推動量子計算機的研制?！ ?
一項具有前途的工作將像這個一樣的微型高頻驅(qū)動離子源與使電子中性化的源結(jié)合起來，以避免多聚焦離子束納米加工中損壞分辨率的電荷在靶上形成。加州大學(xué)伯克利分校Tsu-Jae King教授領(lǐng)導(dǎo)的這個項目就是IBT合作方式和他們超越加速器科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用的一個例子。
合作與實驗資源
像其他AFRD計劃一樣，IBT處于資源豐富和多學(xué)科的環(huán)境中。特別引人注意的是加州大學(xué)伯克利分校的校園和相當(dāng)多的資源、先進光源部X射線光學(xué)材料科學(xué)部中心和國家電子顯微中心。這些提供合作的機會，并促進快速進展。另外，多年來，他們在IBT開發(fā)了大批的實驗臺和實驗設(shè)備來開展他們的工作。要詳細了解實現(xiàn)將來這些各種各樣夢想和戰(zhàn)略進展方面的技術(shù)細節(jié)，幾個IBT計劃小組和有關(guān)的工作有自己的網(wǎng)址：
SNS FES（散裂中子源）
IBT計劃與工程部和LBNL其他的機構(gòu)密切合作，設(shè)計和調(diào)試SNS具有挑戰(zhàn)性的“前端”系統(tǒng)。2002年完成前端系統(tǒng)后，團組的部分人員仍然保留，目前正在從事兩項與SNS有關(guān)加速器技術(shù)方面的工作：低電平高頻控制系統(tǒng)和負氫離子源的開發(fā)。
Plasma and Ion-Source Technology（等離子體和離子源技術(shù)）
該組開發(fā)加速器離子源，并將它們應(yīng)用到納米加工這樣的挑戰(zhàn)中，另外開發(fā)“納米管”（緊湊性中子產(chǎn)生器）技術(shù)，納米管似的使用范圍從國土安全（例如探測貨物中隱藏的爆炸物或核物質(zhì)）到試驗和開發(fā)聚變核電廠的材料。
Plasma Applications （等離子體應(yīng)用）
采用等離子體技術(shù)將在表面和改變材料是這個獲得R&D100獎組的主要工作。左上圖顯示的是他們設(shè)計的用來在溶敷高質(zhì)量薄膜時從等離子體中濾除大粒子的磁性管。
Boron Neutron Capture Therapy （硼中子俘獲治療）
治療其他一些難處理的癌癥，特別是多形性神經(jīng)膠質(zhì)母細胞瘤的一種有希望的方法，BNCT依靠一個豐富的超熱（粉腸低的能量）中子源。IBT計劃完全適用于支持BNCT或用緊湊性的加速器或中子管進行試驗。他們還繼續(xù)保持長期對以中子束或重離子束為基礎(chǔ)的布拉格（Bragg）峰值放射線療法的興趣。
超導(dǎo)磁鐵
磁場永遠都是更高的磁鐵是建造未來高能加速器和改進當(dāng)今加速器的關(guān)鍵。這個計劃提供一般有益于整個領(lǐng)域，也有益于像LHC目前這樣的工程和未來的一些項目例如謬子對撞機/中微子或LHC改進。
現(xiàn)代加速器的性能要求繼續(xù)逼迫磁鐵技術(shù)的極限。束流能量要求越來越高是高能物理的不變目標(biāo)；特別是改進項目，更高能量的機器必須安裝在現(xiàn)有的隧道里，因此要獲得最大磁場要有額外費用。他們計劃的重點是超導(dǎo)材料、電纜和磁鐵。他們在工作中與其他地方的同事和工業(yè)部門進行廣泛合作，屬于能源部超導(dǎo)磁鐵總計劃予以協(xié)調(diào)的一部分。美國超導(dǎo)磁鐵計劃的研究在射界上居領(lǐng)先地位，為世界上其他的計劃所羨慕。
他們的計劃于上世紀七十年代初制訂，當(dāng)時加速器的超導(dǎo)磁鐵仍是一項非常年輕的技術(shù)。他們制造二極磁鐵和四極磁鐵，支持像ESCAR（實驗超導(dǎo)加速器環(huán)）、ESABEL和超大型超導(dǎo)對撞機（SSC）這樣的工程，為SSC（雖然未曾建造）成功地將6.6T對撞機二極磁鐵實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在實驗加速器型的磁鐵中磁場高達10T。10T約為像鈮鈦這樣可延展超導(dǎo)體的極限，所以在九十年代初，他們改為鈮錫，并開始開發(fā)更適于這些材料的新的磁鐵設(shè)計和制造技術(shù)。他們認為18T對于用Nb3Sn設(shè)計工具制造的加速器類型的磁鐵來說是個合理的目標(biāo)。Nb3Sn設(shè)計工具導(dǎo)致對性能問題的空前了解?！?
最近他們成功地試驗了世界上第一塊由鈮錫材料制造的工作磁場為16T的二極磁鐵。該磁鐵HD1如左圖所示。 這是在繼續(xù)執(zhí)行開發(fā)先進的高磁場加速器磁鐵計劃中最近取得的成就。在開發(fā)導(dǎo)致空前了解性能問題的設(shè)計工具中，也取得重大進展。
他們在材料和磁鐵設(shè)計方面的工作的總目標(biāo)簡單：就是研制出高能物理對撞機中使用的任何時候磁場都更強的磁鐵。當(dāng)然，要實現(xiàn)這樣的目標(biāo)要許多年的工作。
在提高超導(dǎo)材料最新的技術(shù)發(fā)展水平、使其形成電纜和設(shè)計制造磁鐵的同時，他們強調(diào)對導(dǎo)體和磁鐵加工技術(shù)采取有成本效益的方法。這也是將來新的和改進的加速器的重要方面。
10多年來，Nb3Sn一直是LBNL磁鐵計劃的基礎(chǔ)。雖然他們在幾個磁場越來越高的磁鐵中使用過 – 1996年為13.5T，2001年為14.3T – 但最近獲得的16T大大增強了他們的信心，牢固確定了用于加速器應(yīng)用的這一物質(zhì)的可行性。新開始的美國LHC加速器研究計劃（LARP）為LBNL的磁鐵計劃注入了額外的推動力。LARP很大一部分是專門致力于為未來亮度改進開發(fā)技術(shù)；LBNL負責(zé)LARP的磁鐵部分。雖然最初版本的LHC像上面說的使用NbTi，但是改進需要更大孔徑和高梯度與好磁場質(zhì)量結(jié)合，以及允許輻射引起的發(fā)熱，只有用Nb3Sn才能做到。
除高磁場二極磁鐵和四極磁鐵在粒子加速器中的明顯應(yīng)用之外，提高高磁場和大的力極端條件下的極限有益于這項技術(shù)的其他應(yīng)用，如用于光源和磁共振成像系統(tǒng)的超導(dǎo)插入設(shè)備?！ ?
材料研發(fā)和能源部導(dǎo)體開發(fā)計劃
導(dǎo)體研究包括降低臨界電流（Ic）的下降的布線工作；新導(dǎo)體的布線設(shè)計技術(shù)像電源在管內(nèi)；優(yōu)化剩余電阻率比和臨界電流密度（Jc）的熱處理研究和檢查橫向張力對臨界電流下降的效應(yīng)和張力下降與導(dǎo)體亞結(jié)構(gòu)的關(guān)系。LBNL還為其他磁鐵和電纜開發(fā)計劃提供大力布線支持。
加速器用的超導(dǎo)磁鐵傳統(tǒng)上由多絲的NbTi制成。使其變?yōu)槌瑢?dǎo)的熱處理工藝使其變得柔軟，這樣就能編織成電纜，然后繞在鐵芯上性車工內(nèi)磁鐵。然而，這個相當(dāng)容易使用的物質(zhì)正接近性能極限。LHC的磁鐵代表NbTi最后的應(yīng)用。對于需要磁場在10T以上的應(yīng)用，美國加速器磁鐵計劃的重點是放在Nb3Sn上，使它們成為超導(dǎo)的熱處理也使它們變脆，所以在搞新材料外，還必須開發(fā)制造磁鐵的新技術(shù)?！ ?
認識到需要進一步開發(fā)Nb3Sn后，美國能源部的高能物理處于2000年1月搞了一個導(dǎo)體開發(fā)計劃，目標(biāo)是為下一代高能物理對撞機和改進現(xiàn)有對撞機所需要的高磁場磁鐵提供有成本效益的高性能超導(dǎo)體?！ ?nbsp;
該計劃由LBNL和美國國家實驗室和大學(xué)代表組成的委員會進行管理，在非常短的時間內(nèi)取得了出色的進展。這個適當(dāng)予以經(jīng)費支持的計劃在頭兩年將電流密度提高了50%，達到3,000 A/mm2的目標(biāo)。導(dǎo)體由牛津儀器超導(dǎo)技術(shù)公司生產(chǎn)，其潛力幾乎立即在HD-1中實現(xiàn)，磁場達16T，他們現(xiàn)在正改進其性能的幾個方面，然后必須達到產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模，以降低造價。
磁鐵：最近的成就和將來的方向
過去幾年來，LBNL的磁鐵計劃在磁鐵加工和材料開發(fā)方面已經(jīng)過幾個關(guān)鍵的階段。最近成功地測試了HD-1磁鐵，磁場達到16T?！澳Ｐ汀贝盆F計劃由導(dǎo)體研究和亞尺寸機械模型的工作給予支持。該計劃正在順利執(zhí)行中，2003年完成兩項測試，2004年計劃完成更多項目（取決于經(jīng)費支持）。亞尺寸模型將用來測試支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計、新線圈幾何學(xué)和電纜設(shè)計。如果新的材料像Nb3Al，MgB2或高溫超導(dǎo)體Bi-2212有足夠的數(shù)量并具有好的特性，那么就用它們來制造線圈，并在亞尺寸模型中進行測試?！ ?
計算機輔助設(shè)計復(fù)制圖顯示
IRQ2，為LHC相互作用點改進提出的四極磁鐵的設(shè)計。這是他們在D20中使用的像這個一樣的余弦-θ幾何學(xué)的一個例子，這是他們用易脆的超導(dǎo)材料制造磁鐵最早獲得的成功之一；他們正在對不同類型的磁鐵進行各種其他線圈幾何學(xué)的實驗。
最近的經(jīng)驗表明亞尺寸模型提供了一種評審新的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工技術(shù)的有效手段。加上動力的模型可用來測試新的導(dǎo)體和電纜設(shè)計。FY01財政年度搞的亞尺寸磁鐵計劃已經(jīng)成為支持磁鐵開發(fā)計劃的普遍深入活動。其中一項工作是研究易于加工和/或更適合易脆超導(dǎo)體的新穎的磁鐵幾何學(xué)，這是他們磁鐵工作的一個重要部分。
他們還研究支持高磁場磁鐵開發(fā)的輔助性的問題。例如，與工業(yè)部門合作，他們正在就造價、導(dǎo)體的性能改進和安裝問題進行工作。每年，他們至少提出一個小公司發(fā)明研究建議，并提供幾個其他建議。
開發(fā)非現(xiàn)場核磁共振用的超導(dǎo)磁鐵是由LBNL管理的種子進行的研發(fā)項目。該磁鐵將由加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)部Alex Pines領(lǐng)導(dǎo)的研究組使用。為LBNL提出的直線加速器/基于激光的超速X射線裝置（LUX）是LDRD的另一個項目，旨在提高超導(dǎo)波蕩器的最先進水平。以便提供高通亮硬X射線，可調(diào)波長。
