[发明专利]超导磁体中的淬火保护

权利要求书

1.一种环形场线圈，所述环形场线圈包括中心柱和多个返回分支，所述中心柱包括高温超导材料，每个返回分支包括：

包括超导材料的可淬火区段，所述可淬火区段被配置成增大环形场线圈的磁场；

两个高温超导区段，所述两个高温超导区段包括高温超导材料，其中高温超导区段将可淬火区段电连接到中心柱，并与中心柱和可淬火区段串联；和

淬火系统，所述淬火系统与可淬火区段相关联并被配置成对可淬火区段淬火；

环形场线圈还包括：

淬火保护系统，所述淬火保护系统配置成检测环形场线圈中的淬火，并且响应于对淬火的检测，使淬火系统对一个或多个可淬火区段中的超导材料淬火，以便将能量从环形场线圈中转储到一个或多个可淬火区段中；

冷却系统，所述冷却系统配置成将每个可淬火区段冷却到超导材料具有超导性能的温度；

其中，每个可淬火区段具有热容量和电阻率，所述热容量足以使当能量从环形场线圈转储到可淬火区段时，可淬火区段的温度保持低于第一预定温度，并且所述电阻率足以引起磁体的电流足够快地衰减，使得高温超导区段的淬火部分的温度保持低于第二预定温度。

2.根据权利要求1所述的环形场线圈，其中，

所述第一预定温度约为700K或更优选约为300K。

3.根据权利要求1或2所述的环形场线圈，其中，

所述第二预定温度约为300K，更优选约为100K，更优选约为50K。

4.根据任一前述权利要求所述的环形场线圈，其中，

每个可淬火区段还包括非超导稳定剂。

5.根据权利要求4所述的环形场线圈，其中，

所述非超导稳定剂包括例如不锈钢的金属，所述金属具有比铜的电阻率与体积热容量的比率更大的电阻率与体积热容量的比率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的环形场线圈，其中，

所述高温超导区段和所述中心柱仅通过与所述可淬火区段的热接触而被冷却。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的环形场线圈，其中，

所述冷却系统还被配置为将所述中心柱冷却至所述高温超导材料具有超导性能的温度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的环形场线圈，其中，

所述高温超导区段和可淬火区段中的每一个包括与电连接到高温超导材料或超导材料的铜元件接合的接头，并且其中高温超导区段和可淬火区段经由铜元件连接。

9.一种根据前述权利要求中任一项所述的环形场线圈，其中，所述可淬火区段包括低温超导材料。

10.根据权利要求9所述的环形场线圈，其中，

所述冷却系统被配置为将所述可淬火区段冷却至4.2K。

11.根据权利要求9或10所述的环形场线圈，其中，

所述冷却系统被配置为在所述环形场线圈的操作期间将所述可淬火区段冷却到比所述中心柱的温度低的温度，使得所述两个高温超导区段用作沿着它们具有温度梯度的电流引线。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的环形场线圈，其中，

每个淬火系统配置成通过加热低温超导材料或引起低温超导材料中的交流电流损耗来导致淬火。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的环形场线圈，其中，

所述可淬火区段包括高温超导材料和与所述高温超导材料相邻放置的加热器，其中所述控制器配置成通过使所述加热器加热高温超导材料以对所述可淬火区段中的所述超导材料淬火。

14.根据权利要求13所述的环形场线圈，其中，

所述可淬火区段被构造为多个O型对的高温超导带的堆叠，其中每个O型对的高温超导带具有在高温超导带之间嵌入铜中的加热条带。