留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码
米正辉, 杨际森, 沙鹏, 等. 1.3 GHz超导腔磁通排出效应研究[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202032.190398
引用本文: 米正辉, 杨际森, 沙鹏, 等. 1.3 GHz超导腔磁通排出效应研究[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202032.190398
Mi Zhenghui, Yang Jisen, Sha Peng, et al. Magnetic flux expulsion effect of 1.3 GHz superconducting cavity[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202032.190398
Citation: Mi Zhenghui, Yang Jisen, Sha Peng, et al. Magnetic flux expulsion effect of 1.3 GHz superconducting cavity[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 064003. doi: 10.11884/HPLPB202032.190398

1.3 GHz超导腔磁通排出效应研究

doi: 10.11884/HPLPB202032.190398
基金项目: 科技部重点研发计划项目(2016YFA0400400);国家自然科学基金项目(11805216)
详细信息
    作者简介:

    米正辉(1986—),男,博士,从事射频超导技术及高频系统研究;mizh@ihep.ac.cn

    通讯作者:

    沙 鹏(1982—),男,博士,从事射频超导腔技术研究;shapeng@ihep.ac.cn

  • 中图分类号: TL594

Magnetic flux expulsion effect of 1.3 GHz superconducting cavity

  • 摘要: 设计并搭建了一套高精度的磁场测量和补偿系统,并结合中国科学院高能物理研究所(IHEP)的2K超导腔垂直测试平台对1.3 GHz 单加速间隙超导腔的磁通排出效应开展了实验研究:利用研制的磁场测量和补偿系统能够精密地测量超导腔赤道位置磁场,并能够将磁场补偿至小于5.0×10−8 T;并对超导腔不同表面温度梯度下的磁通排出效应进行了测量分析;对钉扎了磁场的超导腔进行了射频性能测试,研究了超导腔电阻对磁通钉扎的敏感度,以及在不同电场梯度下超导腔的表面电阻变化情况。结果表明,研制的高精度磁场测量和补偿系统能够满足超导腔磁通排出研究的需求;高的超导腔表面温度梯度有利于磁通的排出;磁通钉扎电阻的敏感度随着加速电场梯度的增加而增大,导致超导腔的性能下降。此实验研究也为后续超导腔的研制奠定了一定基础。
  • 图  1  迈斯纳效应和非完全迈斯纳效应

    Figure  1.  Meissner effect and incomplete Meissner effect

    图  2  测量1.3 GHz 单加速间隙超导腔磁通排出的原理及实物装置

    Figure  2.  Scheme and apparatus for measuring magnetic flux expulsion in a 1.3 GHz single cell SRF cavity

    图  3  1.3 GHz单加速间隙超导腔磁通排出情况

    Figure  3.  Magnetic flux expulsion of 1.3 GHz single cell cavity

    图  4  超导腔表面电阻及最大电场梯度测试结果

    Figure  4.  Surface resistance and maximum Eacc test results

    图  5  不同温度下超导腔表面电阻随加速电场变化情况

    Figure  5.  Surface resistance vs accelerating electric field at different temperature

    图  6  超导腔磁通排出情况及俘获磁通敏感度随加速梯度变化

    Figure  6.  Magnetic flux expulsion and trapped flux sensitivity at different accelerating field

  • [1] Padamsee H, Knobloch J. RF Superconductivity for accelerators[M]. New York: Wiley Series in Beam Physics and Accelerator Technology, 1998.
    [2] Martinello M, Checchin M, Grassellino A, et al. Trapped flux surface resistance analysis for different surface treatments[C]//Proceedings of SRF. 2015.
    [3] Kugeler O, Vogt J, Knobloch J M, et al. Impact of trapped flux and thermal gradients on the SRF cavity quality factor[C]//Proceedings of IPAC2012. 2012.
    [4] Huang Shichun, Takayuki K, Geng R L. Dependence of trapped-flux-induced surface resistance of a large-grain Nb superconducting radio-frequency cavity on spatial temperature gradient during cool down through Tc[J]. Physical Review Accelerators and Beams, 2016, 19: 082001. doi: 10.1103/PhysRevAccelBeams.19.082001
    [5] Vallet C, Bolore M, Bonin B, et al. Flux trapping in superconducting cavities[C]//Proceedings of EPAC. 1992.
    [6] Aull S, Kugeler O, Knobloch J. Study of trapped magnetic flux in superconducting niobium samples[C]//Proceedings of SRF. 2011.
    [7] 张娟, 戴建枰, 黄泓, 等. 基于Labview 的超导腔测试数据采集系统[J]. 核电子学与探测技术, 2013, 33(9):1098-1103. (Zhang Juan, Dai Jianping, Huang Hong, et al. Data acquisition system of superconducting cavity test based on Labview[J]. Nuclear Electronics & Detection Technology, 2013, 33(9): 1098-1103
    [8] 刘亚萍. BEPCII 500 MHz铌腔的研制[D]. 北京: 中国科学院高能物理研究所, 2011: 100-102.

    Liu Yaping. Development of BEPCII 500 MHz niobium cavity. Beijing: Institute of High Energy Physics, Chinese academy of sciences, 2011: 100-102
    [9] Posen S, Grassellino A, Romanenko A, et al. Flux expulsion variation in SRF cavities[C]//Proceedings of SRF. 2015.
    [10] Gonnella D, Liepe M. Cool down flux trapping studies on SRF cavities[C]//Proceedings of LINAC. 2014.
  • 加载中
图(6)
计量
  • 文章访问数:  1683
  • HTML全文浏览量:  581
  • PDF下载量:  91
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-09
  • 修回日期:  2019-12-21
  • 刊出日期:  2020-05-12

目录

    /

    返回文章
    返回