20 T混合加速器二极磁铁的概念设计
摘要：混合磁体被认为是经济可行的选择，用于下一代粒子加速器的20 T二极磁铁。在这些磁体中，高温超导（HTS）材料用于线圈的高场区域，与所谓的插入线圈一起使用，而低温超导体（LTS）如Nb3Sn和Nb-Ti超导体则用于较低场区域，与所谓的外插线圈一起使用。混合方案的吸引力在于，一方面，20 T场强超过了加速器磁体Nb3Sn的实际限制，为15-16 T，只能通过HTS材料实现；另一方面，与LTS超导体相比，HTS超导体的高成本使得探索混合方法具有优势，即将线圈的HTS部分最小化。本文概述了不同设计选项的概述，旨在在50 mm清晰口径中产生20 T场强。所研究的线圈布局包括Cos-theta设计（CT），以及为减轻导体峰值应力而进行的变种，即Canted Cos-theta设计（CCT）和Stress Management Cos-theta设计（SMCT），此外还包括具有应力管理形式的Block-type设计（BL）和Common-Coil设计（CC）。讨论了磁场和机械分析的结果，特别关注不同选项之间有关超导材料数量、场质量、导体峰值应力和熄灭保护的比较。
作者：P. Ferracin (1), G. Ambrosio (2), M. Anerella (3), D. Arbelaez (1), L. Brouwer (1), E. Barzi (2), L. Cooley (4), J. Cozzolino (3), L. Garcia Fajardo (1), R. Gupta (3), M. Juchno (1), V.V. Kashikhin (2), F. Kurian (3), V. Marinozzi (2), I. Novitski (2), E. Rochepault (5), J. Stern (6), G. Vallone (1), B. Yahia (3), A.V. Zlobin (2) ((1) Lawrence Berkeley National Lab, Berkeley, (2) Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, (3) BNL, Upton, (4) National High Magnetic Laboratory, Tallahassee, (5) IRFU, CEA, Univers Paris-Saclay, Paris, (6) TUFTS University)
论文ID：2302.04940
分类：Accelerator Physics
分类简称：physics.acc-ph
提交时间：2023-05-03