FAIR项目super-FRS超导磁体结构分析(英文)

国际反质子与离子大科学工程项目中的超导super-FRS磁体包含2个超导线圈,最大磁场为1.6 T,这样大的磁场必然产生很大的电磁力。为了保证磁体运行时的机械稳定性,对项目中的超导super-FRS磁体进行了有限元结构的3维分析。结构分析中采用了ADINA和TOSCA两个有限元软件。ADINA软件主要用于结构中的应力应变计算,而TOSCA软件则主要用于电磁场的磁场强度和电磁力的计算。分析的结果显示super-FRS磁体采用铁芯及线圈盒长边中部加固结构时,其最大形变约0.19 mm,最大有效应力出现在长边中部的很小区域,约为92 MPa。由于线圈盒由316LN不锈钢制成,该结构是合理的。

Super-FRS超导磁体失超瞬态热应力分析；Quench transient thermal stress analysis of super-FRS dipoles

国际反质子与离子大科学工程(FAIR)项目是一个大型的国际合作项目,其中Super-FRS超导二极磁体由中国科学院近代物理研究所研制。利用ADINA有限元程序对项目中的超导Super-FRS磁体线圈的失超过程进行了模拟分析。利用C程序对ADINA程序进行二次开发以便对有限元求解器的调用和载荷的控制。分析结果显示:在失超过程中产生的最大热应力为26 MPa,可能产生的声波频率在35 Hz左右。

FAIR项目Super-FRS超导二极磁铁端部优化；End Optimization of Dipole Magnet of Super-FRS for FAIR

介绍了Super-FRS超导二极磁铁的磁场优化和端部削斜方案,采用OPERA软件对活极头进行削斜计算,得出合理的活极头尺寸,使各场下的积分均匀度在要求范围内达到了±2×10-4。最后将计算的积分场均匀度与磁场测量的结果进行比较,结果吻合得较好,验证了这种端部活极头优化计算方法的正确性。

Prototype of the Superferric Dipoles for the Super-FRS of the FAIR-Project

The FAIR China Group (FCG), consisting of the Institute of Modern Physics (IMP Lanzhou), the Institute of Plasma Physics (ASIPP, Hefei) and the Institute of Electric Engineering (IEE, Beijing) developed and manufactured in cooperation with GSI, Germany a prototype of a superferric dipole for the Super-Fragment-Separator of the FAIR-project [1]. The dipole magnets of the separator will have a deflection radius of 12.5 m, a field up to 1.6 T, a gap of at least 170 mm and an effective length of more than 2 meters to bend ion beams with a rigidity from 2 T . m up to 20 T . m. The magnets operate at DC mode. These requirements led to a superferric design with a yoke weight of more than 50 tons and a maximum stored energy of more than 400 kJ. The principles of yoke, coil and cryostat construction will be presented. We will also show first results of tests and measurements realized at ASIPP and at IMP.

Magnetic Field Design of the Dipole for Super-FRS at FAIR

The Super-FRS (Super FRagment Separator) is a part of FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), which will be constructed at GSI, Germany by 17 countries. The Super-FRS comprises 24 superferric dipole magnets. The 2D and 3D magnetic field simulations of the prototype magnet are described in this paper. A passive trim slot and four chamfered removable poles are used to satisfy the required field homogeneity which is better than +/-3 x 10(-4) at 1.6 T, 0.8 T and 0.16 T in a wide elliptical useable aperture of 380 mm x 140 mm. Measurement results at various field levels are shown in this paper as well. It can be seen from the comparison of calculation and measurement results that the magnetic designs of the magnet fulfils the requirements.

SUPER-FRS/CR超导磁体力学性能分析

中国签订了为德国FAIR国际大科学工程加工SUPER-FRS/CR超导二极磁铁样机的合作备忘录。该超导二极磁铁属于常温铁芯、低温线圈的超导磁铁，该磁铁的磁场强度0.15～1.6T，偏转角度15°，偏转半径8125mm，磁场精度要求±1×10-4，磁铁总重量约50吨。磁铁铁芯采用0.5mm的硅钢片叠压成型，由中科院近代物理研究（IMP）所计算、设计制造，线圈采用4.2K液氦浸泡式超导线圈，由合肥等离子体所设计制造（IPP）。 超导磁体的力学性能分析一直是超导磁体的基础问题。本文利用有限元分析方法，借助有限分析工具ANSYS、ADINA、OPERA等，分析了超导磁体的电磁场，着重模拟计算了SUPER-FRS/CR超导二极磁铁的电磁力作用；模拟了降温过程，计算了杜瓦、线圈热应力的作用；并对SUPER-FRS/CR超导线圈进行地震载荷作用的模拟。对以上不同的受力作用所遵循的不同的机械设计准则，进行不同的分析，最后计算结果证明设计的结构是安全、可靠的。由于超导线圈的结构复杂，导致在线圈拐角的地方应力有些集中，但是并不影响结构的可靠性。 本文还介绍了超导实验线圈的一些工艺设计，例如超导线圈的绕制，低温材料的选择，电流引线的设计工艺，以及VPI工艺。并对实验磁体进行了一系列的低温性能测试，例如短样测试、降温实验等，获得了一些重要的低温实验参数。这些参数将为以后超导磁体的研制提供宝贵的依据

次级束流线设备FRS和现有RIBLL2的优化

本文工作分为两个部分：第一部分是设计德国重离子研究中心（GSI）的一段新的次级束流线；第二部分计算了在建的R工已LLZ对裂变反应碎片的传输分离，同时为提高分离本领对RIBLLZ进行了优化计算和设计。FRS是德国重离子研究中心（GSI）的次级束流线。其分支FRS-CAVEB的终端是川JAD工N的实验终端，这条线的束流品质不理想（传输率只有0．1％），因此GSI拟将AI'AD州设备（原在CAVEB）移到CAVEC中，形成FRS一CAVEC束流线，又称FRS-R3Bcave。本文对FRS-CoveC进行了束流光学设计和计算，同时模拟了FRS-CAVEC对弹核碎裂反应的传输分离。新束线按计算结果安装了一个二极磁铁和3个四极磁铁，并通过了实验测试，测试结果表明：（1）系统具有良好的消色散特性，即系统在FRS出口和实验终端处达到了消色差。（2）系统的传输率基本符合理论计算值，相对CAVEB分支传输率提高了一个量级以上。当不放任何阻止物质在束流线上时，Ar主束传输率可以达到100％；当放置3mm厚的Sdntillator探测器在S2，S8，CaveC处时，主束传输率基本和理论计算值相近（640k-计算值，610k-实验值）。对比FRS-C八VEB的实验传输率（0．1％），可知通过改进，FRS-C八VEC的传输率将得到极大的改善。RIBLLZ是连接CSR两环之间的次级束流线。现有的RIBLLZ束流线设计的比较紧凑，立体角接收度大，使得所有粒子都可通过系统，可以作为零度质谱仪，尤其是可以将裂变产生的奇异核素注入到实验环进行质量测量。本文模拟了弹核碎片和裂变反应产生的次级束在现有的RIBLLZ上的传输情况。计算表明，现有的RIBLLZ对通过u裂变产生的大量较重奇异核素，具有很高的传输率。另一方面，现有的RIB七LZ在散焦面只有两个四极磁铁，为达到系统的消色差及较大的分辨率会使得Y方向的束流控制困难。基于此，对现有的R咸喝锻蓄尔＼一些改进计算。还理论计算比较了两个系统对裂变反应的传输分离情况。玺认算试知飞（1）优化后的RIBLLZ系统对束流在Y方向的控制将更灵活。（2）对裂变反应产物的传输，除了作为零度质谱仪外还可以作为单一核素的分离器。（3浑税盯确集磁系统的传输率对降能器厚度敏感度降低，对于u裂变反应产生的132sn的传输率，当降能器厚度从19／cmZ变化到39／clnu时，传输率下降20％，而未优化的RIBLLZ系统的传输率将下降90%。

Discovery and cross-section measurement of neutron-rich isotopes in the element range from neodymium to platinum with the FRS

Using the high-resolution performance of the fragment separator FRS at GSI we have discovered 60 new neutron-rich isotopes in the atomic number range of 60 <= Z <= 78. The new isotopes were unambiguously identified in reactions with a U-238 beam impinging on a Be target at 1 GeV/nucleon. The production cross-section for the new isotopes have been measured down to the pico-barn level and compared with predictions of different model calculations. For elements above hafnium fragmentation is the dominant reaction mechanism which creates the new isotopes, whereas fission plays a dominant role for the production of the new isotopes up to thulium. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Upplevelsen av motivationsarbete – en studie ur klienters och kontaktpersoners perspektiv på Frösö LVM-hem

Studien undersöker hur klienter och kontaktpersoner upplever motivationsarbetet på Frösö LVM-hem. I studien tillämpades både kvalitativ och kvantitativ metod. I ett första skede genomfördes intervjuer med avdelningsföreståndare på samtliga tre avdelningar på institutionen. Detta intervjumaterial användes för utformandet av enkäter som besvarades separat av klienter och kontaktpersoner. Enkäten mäter upplevelsen av motivationsarbete genom skattning av hur viktiga olika insatser och faktorer är för att klienten skall utveckla motivation till fortsatt frivillig vård, hur dessa insatser och faktorer fungerar på Frösö LVM-hem och i vilken omfattning insatserna tillämpas, samt slutligen klientens egen motivation att fortsätta i frivillig vård. Klientenkäten innehöll dessutom instrumentet SOCRATES, som skattar motivation såsom faser i förändringsprocess. Resultatet visar att båda grupperna är mest tillfredsställda med framtidsplanering och aktiviteter, däremot är de mest otillfredsställda på områdena som handlar om kontaktpersonernas utredningsinsatser och klimatet på avdelningen. Detta kan tyda på att kraftfullare insatser efterfrågas på sistnämnda områden. Den generella värderingen av hela arbetet vid institutionen ges också en positiv bedömning. Studien innehåller också fördjupade analyser t.ex. parvis mellan klient och kontaktperson, och i förhållande till utfallet motivation. Kontaktpersonens förhållningssätt och relationen mellan klient och kontaktperson har det största sambandet med utfallet motivation. Resultaten kan användas i ett pågående utvecklingsarbete vid Frösö LVM-hem om motivationsarbetet.