[发明专利]超导快速开关

权利要求书

1.一种用于产生磁场的磁体系统，所述系统包括：

超导磁体，被构造为产生磁场；

非持久开关，包括并联连接到所述超导磁体的非感应超 导电流承载路径，所述非持久开关被构造为仅承载少于获得所 述超导磁体的全磁场所需要的电流的100％的电流电平，所述 非持久开关被构造为连接至电流源，所述电流源被构造为在所 述磁场的产生期间向所述超导磁体持续地提供电流；以及

加热器元件，热耦合至所述非持久开关，所述非持久开 关能够响应于由所述加热器元件产生的热量而从超导模式转 变为非超导模式，当所述非持久开关转换回超导模式后，所述 电流源保持向所述超导磁体提供电流。

2.根据权利要求1所述的磁体系统，进一步包括：

加热器电源，与所述加热器元件电连通。

3.根据权利要求1所述的磁体系统，进一步包括：

非传导壳体，用于容纳所述开关和所述加热器元件。

4.根据权利要求3所述的磁体系统，其中，所述壳体适于被插入 到包含冷却剂的容器中，所述壳体包括被构造为阻止热量从所 述开关和所述加热器元件传递到所述冷却剂的保暖材料。

5.根据权利要求1所述的磁体系统，进一步包括：

第一热链路，热耦合到所述开关，所述第一热链路被构 造为将所述开关有效冷却到超导温度；以及

第二热链路，热耦合到所述超导磁体，所述第二热链路 被构造为将所述超导磁体有效冷却到超导温度。

6.根据权利要求5所述的磁体系统，进一步包括：

冷却器，被构造为提供所述第一热链路和所述第二热链 路；以及

冷却器控制器，被构造为控制所述冷却器，并使所述第 一热链路和所述第二热链路分别将所述开关和所述超导磁体 冷却到所需的超导温度。

7.根据权利要求1所述的磁体系统，进一步包括：

射频(RF)屏蔽件，相对于所述开关和所述加热器元件 设置，以有效减少所述开关和所述加热器元件之间的射频信号 的耦合。

8.根据权利要求1所述的磁体系统，其中，所述电流承载路径是 薄膜电流承载路径。

9.根据权利要求1所述的磁体系统，其中，所述开关包括非包覆 双股缠绕超导导线。

10.根据权利要求9所述的磁体系统，其中，所述超导导线包括大 约5μm-125μm的直径。

11.根据权利要求1所述的磁体系统，其中，所述开关被构造为仅 承载作为获得所述超导磁体的所述全磁场所需的所述电流的 大约1％-20％的电流电平。

12.根据权利要求1所述的磁体系统，其中，所述开关被构造为仅 承载作为获得所述超导磁体的所述全磁场所需的所述电流的 大约2％-7％的电流电平。

13.根据权利要求1所述的磁体系统，其中，所述超导磁体包括螺 线管。

14.根据权利要求1所述的磁体系统，进一步包括：

保护元件，并联连接到所述开关，并被构造为限制跨接 所述开关的最大电压。

15.根据权利要求14所述的磁体系统，其中，所述保护元件包括 电路。

16.根据权利要求14所述的磁体系统，其中，所述保护元件至少 包括两个二极管。

17.根据权利要求1所述的磁体系统，进一步包括：

第一热链路，热耦合到所述非感应超导电流承载路径， 所述第一热链路被构造为将所述非感应超导电流承载路径有 效冷却到超导温度。

18.根据权利要求17所述的磁体系统，进一步包括：

冷却器，被构造为提供所述第一热链路；以及

冷却器控制器，被构造为控制所述冷却器，并使所述第 一热链路将所述非感应超导电流承载路径冷却到所需的超导 温度。