[发明专利]一种异型大尺寸高温超导磁铁

权利要求书

1.一种异型大尺寸高温超导磁铁，该异型大尺寸高温超导磁铁用于组成圆形加速器的周期性产生扭摆轨道的磁铁组件，该周期性产生扭摆轨道的磁铁组件沿着加速器圆周方向间隔布设，每个磁铁组件由两个正向偏转径向聚焦磁铁和一个反向偏转轴向聚焦磁铁组成，该周期性产生扭摆轨道的磁铁组件用于提供加速束流至高能量所需的聚焦力；

所述异型大尺寸高温超导磁铁包括开口朝向加速器圆心且磁极垂直布设的蹄型磁极结构、磁气隙结构、线圈组件、外真空室、线圈支撑结构，其特征在于：所述高温超导磁铁的磁极结构为大半径范围变气隙磁极结构、所述线圈组件为采用高温超导材料进行励磁的异型大尺寸高温超导线圈组件；

所述大半径范围变气隙磁极结构是上下磁极之间的空间距离随着加速器磁极半径的加长而缩短，且呈上下磁极之间的空间距离h与磁极半径r之间为高次多项式关系，该高次多项式为

2.根据权利要求1所述一种异型大尺寸高温超导磁铁，其特征在于：所述蹄型磁极结构沿加速器半径方向的宽度为束流加速能量达到2GeV以上时的半径宽度，该宽度包括1米以上。

3.根据权利要求1所述一种异型大尺寸高温超导磁铁，其特征在于：所述异型大尺寸高温超导线圈组件对称放置在蹄型磁极两个相对端面的周围并进行励磁，从而在所述大半径范围变气隙磁极结构中产生所设计的高梯度磁场；异型大尺寸高温超导线圈工作在20K～60K的低温环境下，放置在低温恒温器中。

4.根据权利要求1所述一种异型大尺寸高温超导磁铁，其特征在于：所述异型大尺寸高温超导线圈组件沿着线圈环内到环外顺序布设有异型大尺寸高温超导线圈骨架、异型大尺寸高温超导线圈、氦气冷却管、包箍；异型大尺寸高温超导线圈绕制在异型大尺寸高温超导线圈骨架上，氦气冷却管由外方内圆的导热性良好的材料拼接制成，并由包箍紧固在异型大尺寸高温超导线圈外表面，氦气冷却管内通低温氦气用于冷却异型大尺寸高温超导线圈。

5.根据权利要求1所述一种异型大尺寸高温超导磁铁，其特征在于：所述外真空室为300K外真空室，该300K外真空室与异型大尺寸高温超导线圈组件组成一个外层-内层的低温恒温室，所述低温恒温室安装在蹄型磁极两个相对端面的周围并固定。

6.根据权利要求5所述一种异型大尺寸高温超导磁铁，其特征在于：所述300K外真空室内部抽真空，通过若干个高温超导线圈支撑结构彼此连接，将300K外真空室内部包裹的、工作在低温环境下的异型大尺寸高温超导线圈组件与外界的室温环境进行热隔离；所述线圈支撑结构选择强度高、热传导系数小的材料，尽量减小300K至低温之间的传导漏热损失。