Сверхпроводящая катушка соединена с внутренней поверхностью
цилиндрического резервуара с гелием и охлаждается непрямым образом
через 10 мм стенку сосуда из нержавеющей стали. Такая конструкция имеет
ряд преимуществ:
1. Цилиндрический объем с гелием является одновременно
креплением для катушки.
2. Не могут возникнуть большие электрические напряжения, так как
катушка шунтируется стенками объема с гелием (сопротивление
6.*10**-6 ом).
3. Малая радиационная длина катушки.
4. Переход сверхпроводящей катушки в нормальное состояние
не представляет опасности, так как знергия,
запасенная в магнитном поле, будет выделяться равномерно
по катушке и в стенках объема с гелием, нагревая их до
температуры, не превышающей 90 K.
Сверхпроводящий трансформатор запитывает катушку
током 8 кA, что позволяет в стационарном режиме включать
катушку в режиме замораживания магнитного потока.
Расход гелия в этом режиме составляет около 6 литров в час.
Число витков катушки равно 588, индуктивность составляет
1.2 H. Рабочее поле 2 T создается током катушки
8 кA. Этот ток равен 50% критического тока для используемой
сверхпроводящей катушки. Запасенная энергия поля составляет
42 мегаджоуля.
Ярмо замыкает магнитный поток и обеспечивает требуемую однородность
поля. Катушка должна быть центрирована между полюсами магнита, чтобы
компенсировать силы притяжения. Положение катушки может быть изменено
снаружи криостата при помощи аксиальных элементов системы крепления,
оснащенных приборами для измерения сил напряжения.
Поскольку сопротивление гелиевого объема составляет только
6.*10**-6 ом при 4.5 K, время требуемое для ввода тока равно
100 часам (поток тепла для гелия 200 ватт).
Полное потребление гелия в течение периода ввода тока примерно
16 м**3. Во время запитывания катушки током в 10 мм стенке,
отделяющей катушку от гелия, появляется темературный градиент
0.2 K. Такая величина градиента допустима и не может привести к
переходу в нормальное состояние.
Были проведены испытания, моделирующие реальную ситуацию с
припаянной катушкой, подобной той, что планируется использовать.
Катушка со следующими параметрами была намотана на каркас из
нержавеющей стали и испытана:
130 мм диаметр, 220 мм длина, сопротивление 2.*10**-6 ом, 70 витков
сверхпроводящей проволоки, индуктивность 3.*10**-4 H.
Во время испытаний, когда скорость поступления тока менялась от
10 A/сек до 500 A/сек,
не было обнаружено никаких процессов возбуждения и разрушения.
Разрушение происходило при токе 5.6 кА, тогда как критический
ток для этой катушки был равен 5.2 кА.
Компенсирующие свехпроводящие соленоидальные катушки
Две компенсирующие катушки расположены в торцах основной
катушки и служат для компенсации до нуля интеграла магнитного поля
вдоль траектории пучка. Катушки длиной 450 мм изготовлены из
сверхпроводящих проводников диаметром
1.2 и 0.85 мм. Рабочее поле равно 6.5 T, ток равен 385 A, запасенная
энергия 140 килоджоулей. Ток подается через специальные отверстия.
Внутренняя гелиевая поверхность криостатов компенсирующих катушек
соединена с вакуумным объемом накопительного кольца, т.о. катушки служат
одновременно в качестве криогенного насоса.
Система эксплуатауции криогенного оборудования позволяет:
1. Охлаждение жидким азотом от нормальной температуры до 80 K.
2. Охлаждение жидким гелием от 80 K до 4.5 K.
3. Сохранять охлаждение на уровне 4.5 K.
Последнее изменение 9 апреля 2001
