9月2日，由中國(guó)團(tuán)隊(duì)為歐洲核子研究中心(CERN，Conseil Européenn pour la Recherche Nucléaire)大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)亮度升級(jí)項(xiàng)目（HL-LHC，High-Luminosity Large Hadron Collider）研制的斜螺線管型(CCT, Canted-Cosine-Theta)雙孔徑超導(dǎo)磁體全尺寸樣機(jī)，在順利通過(guò)4K環(huán)境下磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)質(zhì)量，以及數(shù)次3.5小時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定性等性能測(cè)試后，由天津港發(fā)往CERN。該磁體樣機(jī)除軛鐵材料（由CERN免費(fèi)提供）及線材絕緣材料，其他主要原材料采購(gòu)、部件加工及制作全部在國(guó)內(nèi)完成；樣機(jī)各項(xiàng)參數(shù)在低溫測(cè)試中均達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，驗(yàn)證了立足國(guó)內(nèi)的技術(shù)及工藝路線的可行性，為后續(xù)12套正式磁體的制作奠定了基礎(chǔ)。
HL-LHC CCT超導(dǎo)磁體項(xiàng)目由中科院高能所牽頭，聯(lián)合中科院近代物理所及西部超導(dǎo)、聚能磁體、高能銳新、合肥科燁等國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)，共同完成13臺(tái)（1臺(tái)樣機(jī)加12臺(tái)正式磁體）雙孔徑軌道校正磁體的研制任務(wù)；交付CERN后，與HL-LHC項(xiàng)目中其它性能升級(jí)的裝備一起，應(yīng)用于周長(zhǎng)27公里的LHC加速器中，將其對(duì)撞亮度提高5倍；磁體采用雙孔CCT二極線圈結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)孔徑內(nèi)分別產(chǎn)生一個(gè)水平方向及一個(gè)垂直方向的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。線圈孔徑均為105mm，孔中心間距為188mm。磁體運(yùn)行電流為394A，每個(gè)孔徑可提供5Tm的積分場(chǎng)，用于控制束流軌道的交叉角和偏差。磁體外徑為614mm，長(zhǎng)度為2.2m，整個(gè)磁體重量約為4200kg。HL-LHC CCT磁體將是新型CCT結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)磁體首次應(yīng)用于粒子加速器中。
HL-LHC CCT磁體樣機(jī)的研制成功，不僅驗(yàn)證了新型CCT磁體國(guó)內(nèi)技術(shù)及工藝路線的可行性，還培養(yǎng)鍛煉了從磁體設(shè)計(jì)、制作工藝、質(zhì)量管控到低溫性能測(cè)試的完整的人員隊(duì)伍，為我國(guó)后續(xù)即將開(kāi)展的強(qiáng)流重離子加速器裝置(HIAF，High Intensity heavy ion Accelerator Facility)等同樣采用CCT超導(dǎo)磁體技術(shù)的項(xiàng)目建設(shè)奠定了人員及技術(shù)基礎(chǔ)。
圖1. 上)2018年9月，中國(guó)團(tuán)隊(duì)與CERN簽訂HL-LHC CCT磁體相關(guān)合作協(xié)議; 下）HL-LHC項(xiàng)目中不同國(guó)家承擔(dān)的超導(dǎo)磁體研制任務(wù)分布。
圖2. 左)HL-LHC CCT超導(dǎo)磁體樣機(jī)端部結(jié)構(gòu)；右）磁體運(yùn)行穩(wěn)定性測(cè)試。
圖3. 磁體在蘭州近代物理所完成低溫性能測(cè)試后，打包發(fā)往CERN。
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