《交直流四极磁铁磁场测量系统研制》

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磁场测量是准确获得加速器磁铁磁场性能的唯一方法,对加速器的顺利调试起着至关重要的作用,在国家十二五规划重大基础研究项目之一中国散裂中子源(CSNS)工程项目的支持下,以探索和解决国内加速器磁铁从未涉足的交直流磁铁磁场测量难题为核心,以建立高精度高稳定度的交直流磁场测量系统为目的,通过技术攻关,自主发展了一系列新技术、新方法,在国内首次成功研制了交直流四极磁铁磁场测量系统。本项目所属科学技术领域为:粒子加速器工程技术。在系统研制过程中,通过数字仿真技术,首创了交直流混合四极磁场测量数据处理方法,解决了时间谐波和空间谐波之间相互调制下的磁场测量数据处理的难题;首次成功研制国内加速器领域最大的谐波测量线圈,首创了镂空十字夹心结构,解决了大尺寸测量线圈复杂结构与机械强度无法兼顾的难题;将计算机虚拟技术与硬件采集卡相结合,自主研制了信号采集设备,解决了交流磁场测量时谐波线圈感应信号动态范围大、采样速率快等难题,该设备属国内首创,达到国际领先水平。交直流四极磁铁磁场测量系统的成功研制,为CSNS快循环同步加速器磁铁磁场测量提供了测试平台,检验了磁铁样机性能;为加速器物理、磁铁的进一步优化设计提供了精确的数据依据,大大节省了散裂中子源工程建设费用;更标志着我国交流磁铁测量技术的巨大突破,目前国际上仅有美国、日本两个国家进行过交流磁铁测量的研究。该测量系统经过两年多的实际应用,性能稳定、可靠。2011年4月15日由中科院应物所、近物所、高能所磁铁专家组成的鉴定组,一致认为交直流四极磁铁磁场测量系统是国内加速器领域首创,其性能达到国际领先水平。另外,本项目的技术成果已应用到美国国家同步辐射光源(NSLS-II)和合肥同步辐射光源(HLS)等工程项目中,下一步将推广应用于未来新型加速器如北京先进光源(BAPS)和中国工程物理研究院的大型项目中。

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