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CEPC 所创新总结------探测器超导磁体 赵玲 2018-12-26 CEPC探测器磁体预研任务书 任务书内容 完成情况 第一年 完成CEPC探测器磁铁pre CDR的撰写。 已完成。 配合探测器物理设计和整体要求，给出各种设计方案的磁场、 造价等比较数据。 已完成。 初步理出项目涉及到的关键技术及可能的解决途径。 已完成。 第二年 给出符合探测器物理设计和整体要求的优化设计方案。 已完成。给出了pre-CDR中心磁场3.5T→CDR中心磁场3T的设计， 提出了高温超导线圈、主动屏蔽超导线圈方案。 完成超导电缆绞缆工艺摸索，完成小尺寸百米级10kA@4T 的卢瑟福电缆绞缆。 已完成。与国内厂家合作，完成了百米级卢瑟福32股和14股超导电缆 绞缆样品，绞缆后的单股线材临界电流最小为411A@4T，32股时为 13.152kA，大于10kA@4T。 完成小型热虹吸实验平台搭建，并进行相关测试，初步理出 低温热虹吸冷却关键参数。 已完成。基于液氮温区，进行了小模型热虹吸冷却原理实验。 调研大型超导线圈和杜瓦、大型轭铁组件等关键部件的加工 路线及对应的工厂企业。 已完成。对大型部件的加工制造进行了调研，与大型央企鞍钢股份 有限公司就大型部件的材料研制、加工、安装达成了战略合作协议。 第三年 开始摸索铝稳定体卢瑟福超导电缆制造，完成十米以上小尺 寸覆铝超导电缆制造及测试，10kA@4T。 已完成。与国内厂家合作，完成了10米级的小尺寸16股覆铝超导电缆样品的研制。 性能测试：铝和绞缆两种材料之间的剪切强度平均达到30MPa以上，根据覆铝后的单股线临界电流测试结果推算整缆载流能力为17.28KA，大于10kA@4T。 提出优化的超导线圈冷却方案。 已完成。基于液氦的温区，开展了基于液氦管道小模型的热虹吸冷却 实验，进行了数值模拟，发表相关论文2篇。 课题成果 带轭铁方案磁场分布图（宁飞鹏） Field Map with Yoke Iron 主动屏蔽方案磁场分布（赵微） Field map without yoke Iron 高温超导叠示意（谢宗泰） 超导电缆绞缆长样品（无锡统力） Long sample of superconducting cable 超导电缆覆铝样品（16股无锡统力） Superconducting Cable Coated with Aluminum (16 strands) 铜缆覆铝样品（32股无锡统力） Copper Cable Coated with Aluminum alloy (32 strands) RRR值测试装置（佟新宇、牟智慧） RRR Value Testing Device 热虹吸原理实验（王美芬、李文双） Thermosyphon Principle Experiments 热虹吸原理实验模拟分析（张宝堂） Experimental simulation and analysis of thermosiphon 感应法临界电流测试装置（佟新宇、赵玲） Critical Current Testing Device by Induction Method 文章发表及人才培养 文章发表 牟智慧等，基于低温制冷机的Nb-Ti-Cu复合超导线剩余电阻率测量，第五届全国加速器磁铁、电源和低温、真空技术研讨会论文集,2016.9 李文双等，用于CEPC探测器超导磁体的液氮虹吸实验研究，《低温与超导》，2016.12 张宝堂等，用于环形正负电子对撞机探测器超导磁体的小型氦虹吸回路实验与数值模拟研究，《低温工程》，2017.10 佟新宇等，铝稳定体卢瑟福缆剩余电阻率的测量，《低温工程》，2018.10 人才培养 已毕业工程硕士一名，联合培养硕士生两名; 在读博士生两名，在读联合培养硕士生一名。 经费使用情况 经费使用 宁飞鹏申请到了自然科学青年基金24万、谢家麟基金6万开展高温超导方案研究； 张国庆申请到了自然科学青年基金25万、西核所专项基金30万开展磁屏蔽方法和快速励磁方法研究。 带动和争取到了CEPC产业促进会分成员企业——无锡统力电工股份有限公司的经费支持，开展特种铌钛卢瑟福电缆、铝稳定体电缆的生产开发。其中，超导卢瑟福电缆研发经费380万，课题号为RD01-201401；铝稳定体超导电缆研发研发经费300万，课题号为RD03-201601。 争取其他经费情况 支出类型 支出(元) 差旅费 122872 会议费 7099 绩效津贴 55044 劳务费 193413 培训费 1995 其他 51717 其他交通费用 155 维修（护）费 10000 因公出国（境）费用 46846 印刷费 903 邮寄费 964 专用材料费 995139 专用设备购置