[发明专利]一种二硼化镁超导波荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种二硼化镁超导波荡器。

背景技术

波荡器是一种产生周期磁场的设备，是同步辐射装置和自由电子激光装置中的核心部件。电子束通过波荡器产生的周期磁场时，发出的X射线发生干涉，从而得到高亮度的准单色光。

目前，国内同步辐射光源主要使用的是常温稀土永磁波荡器，其主要局限在于：其所能达到的磁感应强度较低，并且磁场大小调节比较麻烦。导致上述局限的原因在于：常温稀土永磁波荡器受稀土永磁材料本身所能达到的最大剩磁限制，磁场强度大小已经达到了极限；目前周期长度为25毫米的常温稀土永磁波荡器的磁感应强度可以达到0.94特斯拉；而国外研究机构正在研究基于铌钛(NbTi)超导材料的波荡器，其主要局限在于：铌钛超导材料的超导临界温度很低，需要运行在4.2K的温度下，因此所需的制冷费用较高。

另外，常温稀土永磁波荡器的磁感应强度的大小需要通过机械结构调节永磁块之间的距离来调节，因此需要非常精密和复杂的机械调节机构来实现。而且，由于此类波荡器中的线圈阵列通常由多个绕制有线圈的骨架排列而成，而每个骨架的尺寸需要做到完全一致，否则会严重影响波荡器的磁场周期长度的精度，因此对其加工工艺的要求很高，从而也就存在了制造成本提高的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种二硼化镁超导波荡器，以克服现有的常温稀土永磁波荡器磁场大小调节不灵活、铌钛超导波荡器运行温度较低以及制造成本高的缺点，实现灵活调节磁场大小，减少运行和加工成本的目的。

本发明所述的一种二硼化镁(Mg₂B)超导波荡器，包括：

两列纵向间隔且平行排列的超导线圈阵列，每列所述超导线圈阵列包括一高导磁线圈骨架、轴向间隔且相互平行地围绕设置在所述高导磁线圈骨架表面的2n+1个导磁挡板，以及绕制在所述高导磁线圈骨架表面并位于相邻两个导磁挡板之间的2n个二硼化镁超导线圈绕组，其中，n为自然数；以及

向所述二硼化镁超导线圈绕组供电的直流电源，该直流电源的电流方向以使两个相邻所述二硼化镁超导线圈绕组产生的磁感应强度大小相同、方向相反的方式设置。

在上述的二硼化镁超导波荡器中，所述高导磁线圈骨架的表面为平滑过渡的曲面，且所述表面上开设有用于嵌置所述导磁挡板的凹槽。

在上述的二硼化镁超导波荡器中，所述导磁挡板为C形的导磁挡板，且所述两列超导线圈阵列上的导磁挡板的开口相背设置。

在上述的二硼化镁超导波荡器中，所述高导磁线圈骨架为一体成型的柱状体。

在上述的二硼化镁超导波荡器中，所述两列超导线圈阵列之间的间隙的取值范围为5～10mm。

在上述的二硼化镁超导波荡器中，所述自然数n的取值范围为5～200。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过采用了二硼化镁超导材料制成的线圈绕组，由于这种超导材料的超导临界温度为39K，比常规的铌钛超导材料的超导临界温度高9K，因此使该线圈绕组的运行温度较高，从而有效降低了制冷费用；而且，由于二硼化镁超导材料的价格较低，因此可以降低制造成本；同时，由于本发明采用了整体式的线圈骨架，从而可以有效提高波荡器的磁场周期长度的精度并减少加工成本；另外，本发明产生的磁场大小可以通过调节线圈的激励电流的大小来实现，因此使本发明的调节非常方便。本发明适用于同步辐射装置和自由电子激光装置。

附图说明

图1是本发明一种二硼化镁超导波荡器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明，即一种二硼化镁超导波荡器，包括：

两列纵向间隔且平行排列的超导线圈阵列1，每列超导线圈阵列1包括一高导磁线圈骨架11、轴向间隔且相互平行地围绕设置在高导磁线圈骨架11表面的2n+1个导磁挡板12，以及绕制在高导磁线圈骨架11表面并位于相邻两个导磁挡板12之间的2n个二硼化镁超导线圈绕组13，其中，n为自然数(n的取值范围一般为5～200)；以及

向二硼化镁超导线圈绕组13供电的直流电源(图中未示)，该直流电源的电流方向以使两个相邻二硼化镁超导线圈绕组13产生的磁感应强度大小相同、方向相反的方式设置。

本发明中，高导磁线圈骨架1为采用高导磁材料一体成型的柱状体，其横截面为近似跑道形，其表面为平滑过渡的曲面，且该表面上开设有用于嵌置导磁挡板12的凹槽(图中未示)。