3T超导螺线管的研制

超导螺线管广泛应用于核磁共振仪、粒子探测器等设备。本文设计了中心场值为3T，中心附近Φ30mm区域内均匀度达到1×10-4的超导螺线管。磁体线圈采用多芯NbTi-Cu复合超导线绕制，并利用铁轭屏蔽漏场。磁体采用温孔冷铁轭、全浸泡冷却方式结构。同时，为了减少辐射漏热，采用液氮冷屏、真空多层绝热结构。 本文重点对带有冷铁轭的超导螺线管的磁场进行了优化设计。设计过程中结合了专业磁场计算软件OPERA和多种优化方法。线圈采用六次槽型结构，利用遗传算法和优选法优化线圈尺寸；铁轭采用正交试验设计优化尺寸。 利用有限元软件ANSYS对超导磁体进行电磁力分析，并且对降温后线圈、支撑筒和箍筒的热应力进行了模拟计算。估算了支撑系统的传导漏热、磁体的辐射漏热以及剩余气体漏热。详细介绍了超导磁体绕制工艺，超导磁体液氦杜瓦的加工工艺，并且对杜瓦的绝热工艺进行了介绍。最后介绍了超导螺线管的总体加工进展