Разработка и создание сверхпроводящих устройств и систем криогенного обеспечения для ускорителей и каналов транспортировки пучков частиц высоких энергий

• Автор: Козуб, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 160 с. : 68 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Свойства конструкционных и сверхпроводящих материалов. Теплообмен в сверхпроводящем магните
1.1. Введение
1.2. Зависимость деформации от напряжения при сжатии
сверхпроводящей обмотки магнита
1.3. Ползучесть сверхпроводящей обмотки
1.4. Температурная деформация материалов и сверхпроводящей
обмотки
1.5. Теплоемкость материалов сверхпроводящей обмотки
1.6. Теплопроводность и удельное сопротивление композитного
ниобий - титанового провода
1.7. Теплопроводность конструкционных материалов
1.8. Теплоприток по опорам сверхпроводящего магнита
1.9. Электрическая прочность изоляции сверхпроводящего кабеля
1.10. Теплопередача от сверхпроводящей обмотки к жидкому гелию, кипящему в большом объеме
1.11. Теплообмен в гелиевых каналах сверхпроводящей обмотки магнита
1.12. Выводы
2. Сверхпроводящий быстроциклирующий высокопольный дипольный модельный магнит 81Б
2.1. Введение
2.2. Температурный запас сверхпроводящего магнита
2.3. Потери в сверхпроводящей обмотке магнита
2.4. Сверхпроводящий токонесущий элемент магнита
2.5. Оптимизация конструкции дипольного магнита
2.6. Анализ механических напряжений в обмотке магнита
2.7. Динамические тепловыделения в сверхпроводящем диполе
2.8. Нагрев сверхпроводящей обмотки и ее температурный запас
2.9. Изготовление дипольного магнита
2.10. Результаты испытаний сверхпроводящего быстроциклирующего дипольного магнита
2.11. Выводы
Система криостатирования сверхпроводящих
быстроциклирующих магнитов ускорителя SIS
3.1. Введение
3.2. Схемы криостатирования сверхпроводящих магнитов
3.3. Криогенные аспекты сверхпроводящих магнитов SIS
3.4. Тепловая нагрузка на систему криостатирования SIS
и параметры основных гелиевых потоков
3.5. Охлаждение сверхпроводящих магнитов до рабочей
температуры
3.6. Режим криостатирования сверхпроводящих магнитов
3.7. Выводы
Криогенная система сверхпроводящего сепаратора канала сепарированных каонов на ускорителе У
4.1. Введение
4.2. Схема криогенной системы для охлаждения сверхпроводящего
высокочастотного сепаратора
4.3. Сверхпроводящие высокочастотные дефлекторы
4.4. Ванна промежуточного охлаждения
4.5. Большой вакуумный теплообменник
4.6. Низкотемпературные теплообменники
4.7. Криогенный коллектор
4.8. Откачная машина

4.9. Изоляционный вакуум
4.10. Управление криогенной системой
4.11. Исследование теплопритоков в криогенной системе
4.12. Анализ основных режимов криогенной системы
4.13. Выводы
Заключение
Список литературы

спекании приводит к уменьшению толщины изоляции кабеля. Легко видеть, что одно и то же изменение толщины изоляции приводит к заметному изменению модуля упругости обмотки с ПП изоляцией кабеля (кривая 1), в то время как модуль упругости обмотки с ПС изоляцией практически не изменяется, если толщина ПС изоляции кабеля уменьшается за счёт деформации стеклоленты (кривая 2).
Ь (мм)
Рис. 1.6. Зависимость модуля упругости сверхпроводящей обмотки от толщины изолированного кабеля. 1 - ПП изоляция, 2 - ПС изоляция (изменение толщины стеклоленты), 3 - ПС изоляция (изменение толщины полиимида и стеклоленты).
Толщина по средней линии для изолированного кабеля в обмотке дипольного магнита УНК равна 1,63 мм. Из представленных на рис. 1.6 графиков следует, что при такой толщине кабеля модуль упругости обмоток с ПП изоляцией должен быть равен 9-10 ГПа. Это хорошо согласуется с результатами, приведёнными на рис. 1.5. Изменение модуля в обмотках с ПП изоляцией кабеля в диапазоне 9-13 ГПа (рис. 1.5) связано с изменением толщины связующего на поверхности полиимидной плёнки, а также колебаниями толщины полиимидной плёнки.
Модуль упругости обмоток с ПС изоляцией кабеля при средней толщине кабеля в обмотке 1,63 мм может измениться согласно графикам на рис. 1.6 в пределах 13-15 ГПа. Нижняя граница соответствует формовке обмотки за