發(fā)布時間：2023-04-23 13:59

　　波蕩器是第三代同步輻射裝置和自由電子激光裝置中用于產(chǎn)生同步輻射光的核心部件。超導波蕩器(Superconducting Undulator,簡稱SCU)磁體采用超導材料(如低溫超導材料Nb Ti或Nb3Sn,或者高溫超導材料YBCO)繞制,在相同的磁間隙和磁周期下,同常規(guī)真空內(nèi)波蕩器和低溫永磁波蕩器相比,可產(chǎn)生更高的磁場,從而光源或自由電子激光裝置在有限的安裝空間內(nèi)可獲得更高的亮度和光子能量,為用戶提供更高質(zhì)量的束流,提升其綜合科研能力。超導波蕩器技術(shù)是當前國際波蕩器領(lǐng)域研究的熱點和下一代插入件的主要發(fā)展方向之一。目前,超導波蕩器仍處于關(guān)鍵技術(shù)的研究探索和樣機的試制及測試階段。因此,研究并掌握SCU的關(guān)鍵核心技術(shù),自主研發(fā)SCU,不僅對于我國在光源及自由電子激光等領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)科技自主創(chuàng)新與國際領(lǐng)先具有重要的科技意義,并且對于推動我國自主建設(shè)此類大科學研究裝置具有重要的工程實用價值。本論文以中科院上海應(yīng)用物理研究所自主研制的SCU模型機為研究對象,圍繞低溫超導波蕩器的低溫冷卻技術(shù)和冷質(zhì)量支撐及準直技術(shù)開展了一系列研究工作。論文對SCU及其冷卻技術(shù)和冷質(zhì)量支撐及準直技術(shù)的國內(nèi)外研究...

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 第三代同步輻射光源和自由電子激光裝置
        1.1.2 插入件的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.1.3 超導波蕩器技術(shù)及研究現(xiàn)狀
    1.2 超導波蕩器的關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超導波蕩器冷卻技術(shù)
        1.2.2 超導波蕩器冷質(zhì)量支撐技術(shù)
    1.3 本課題研究內(nèi)容和意義
    1.4 本章小結(jié)
第2章 超導波蕩器的冷卻設(shè)計及分析
    2.1 SCU冷卻方案
        2.1.1 SCU模型機的主要技術(shù)要求
        2.1.2 SCU模型機的總體冷卻方案
    2.2 SCU超導磁體及其冷卻結(jié)構(gòu)
    2.3 SCU束流管及其冷卻結(jié)構(gòu)
    2.4 二元電流引線及其冷卻結(jié)構(gòu)
    2.5 SCU冷屏及其及其冷卻結(jié)構(gòu)
    2.6 SCU的熱負載及理論分析
        2.6.1 SCU熱負載的主要來源和理論分析模型
        2.6.2 SCU熱負載的影響因素分析
        2.6.3 SCU模型機的總熱負載
    2.7 本章小結(jié)
第3章 超導波蕩器的冷卻實驗測試
    3.1 磁體的冷卻結(jié)構(gòu)
        3.1.1 磁體的骨架及冷卻結(jié)構(gòu)
        3.1.2 磁體冷卻管路與骨架的焊接工藝實驗測試
        3.1.3 磁體骨架的冷卻性能測試
    3.2 SCU模型機的冷卻測試
        3.2.1 SCU模型機低溫測試平臺
        3.2.2 降溫冷卻測試
        3.2.3 液氦積液測試
        3.2.4 冷卻系統(tǒng)運行穩(wěn)定性測試
        3.2.5 二元電流引線加載測試
    3.3 本章小結(jié)
第4章 SCU冷質(zhì)量支撐系統(tǒng)的設(shè)計及熱力分析
    4.1 超導磁體支撐
        4.1.1 磁體支撐總體結(jié)構(gòu)
        4.1.2 磁體支撐拉帶組件
        4.1.3 磁體支撐低溫端結(jié)構(gòu)
        4.1.4 磁體支撐常溫端可調(diào)節(jié)機構(gòu)
        4.1.5 超導磁體支撐的應(yīng)力分析
    4.2 冷屏支撐
        4.2.1 冷屏支撐方案
        4.2.2 冷屏支撐的應(yīng)力及變形分析
    4.3 束流管支撐
        4.3.1 束流管支撐方案
        4.3.2 束流管的形變分析
    4.4 冷質(zhì)量支撐材料的選擇
    4.5 本章小結(jié)
第5章 SCU超導磁體自對心式支撐的理論分析與實驗測試
    5.1 自對心式支撐的理論分析
        5.1.1 自對心式支撐理論分析思路
        5.1.2 自對心式支撐理論建模與求解
        5.1.3 自對心式支撐的結(jié)構(gòu)偏心對自對心性的影響
        5.1.4 理論模型的誤差分析
    5.2 自對心式支撐的實驗驗證
        5.2.1 自對心性能實驗測試平臺
        5.2.2 自對心性能實驗驗證
        5.2.3 偏心對自對心性影響的實驗驗證
    5.3 自對心式支撐的穩(wěn)定性測試
        5.3.1 振動測試原理及實驗平臺
        5.3.2 振動測試實驗及結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新之處
    6.3 工作展望
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的論文及研究成果
致謝



本文編號：3799849