A02199900其他核工业设备

混合超导ECR离子源超导磁体及制冷机1套，包括轴向超导磁体、径向六极永磁体和超导磁体电源。主要功能和技术指标：利用超导磁干式NbTi超导磁体体提供ECR离子源轴向磁场，轴向超导磁体主要为该系统提供轴向磁场，轴向磁场分布0.4-2.6T，磁镜长度320 mm，弧腔壁上磁场1.2 T，注入端峰值磁场设计为2.6T，引出端磁场峰值设计为1.3T，温孔直径220mm。1套超导磁体电源，电流电压指标为150A/5V，超导磁体电源主要用于超导离子源的励磁。制冷机的制冷温度为4.2K，利用制冷机实现超导磁体的冷却。 目标：项目完成以后，320kV低能重离子综合研究平台的整体性能将得到大幅提升，H、He等较轻的离子束指标提高3~5倍，Ar、Xe、Bi等高电荷态离子束指标将提高一个量级以上，对GJ专项-核能系统的材料辐照研究、高能量密度物理、低能核天体物理等领域的研究发挥不可替代的作用。 对采购设备的质量、服务、安全、时限等的要求：离子源注入端的注入磁镜峰Binj与离子源引出区的引出磁镜峰Bext，以及在两个峰值磁场之间的最低磁场Bmin，轴向磁场通常由Binj、Bext、Bmin、磁镜峰间的距离Lmirror以及轴向ECR共振区长度Lecr来表征，为使Bmin相对Binj与Bext独立可控，一般轴向线包至少为3饼。径向多极磁场结构可采用4极场、6极场以及8极场等。径向磁场的主要参量包括：磁体在设计弧腔内壁半径位置上的最大径向磁场强度Br、弧腔半径R0处磁场、径向等离子体对应的半径磁场值。对于高性能高电荷态ECR离子源，其三维约束场必须达到与设计频率匹配的磁场强度。超导磁体采用干式NbTi。其中超导磁体中间2组线圈电流方向与注入引出线圈电流方向相反，用于调节中间最低磁场，线圈外围使用冷铁轭屏蔽漏磁场的同时增加中心轴向磁场。注入线圈的NbTi线材直径为0.90 mm，中间和引出线圈的NbTi线材直径为0.65mm。采用Opera3D软件计算得到沿中心轴向的磁场分布。六极永磁体设计采用由K.Halbach提出的非常有效的结构设计方案Halbach结构。此设计中采用36块钕铁硼扇形磁铁，使用较多的扇形块数，可以有效地增加永磁铁在其工作间隙中产生的六极磁场径向分量值。对于这种多块扇形的结构，单片扇形块沿角向很薄，它们将可能在自身产生的强磁场和轴向磁镜场的径向分量中被退磁，造成整个六极磁铁的性能下降，设计中要充分考虑这一点。所研制的超导磁体在励磁锻炼后，具备长时间连续运行的能力，整个采购须在2025年内完成。