高梯度超導(dǎo)四極磁體用于對正負(fù)電子束流進行聚焦，是CEPC獲得高對撞亮度的關(guān)鍵設(shè)備之一。相比于常規(guī)磁體，使用超導(dǎo)四極磁體可以產(chǎn)生更高的磁場梯度并減小磁體尺寸。高梯度超導(dǎo)四極磁體是CEPC預(yù)研的加速器關(guān)鍵技術(shù)之一。

在加速器中心超導(dǎo)磁體組、低溫組、電源組的大力支持下，CEPC超導(dǎo)四極短實驗磁體完成了4.2 K液氦浸泡勵磁測試，磁體勵磁電流順利達(dá)到2500 A并穩(wěn)定運行30分鐘，整個勵磁過程未發(fā)生失超。電流2500 A時對應(yīng)的磁場梯度，超過了CEPC技術(shù)設(shè)計階段(TDR)超導(dǎo)四極磁體的梯度指標(biāo)(142 T/m，對應(yīng)電流2210 A)，也高于國際上已有正負(fù)電子對撞機使用的超導(dǎo)四極磁體。CEPC超導(dǎo)四極短實驗磁體低溫勵磁成功，表明課題組初步掌握了Cos2θ型超導(dǎo)四極磁體的設(shè)計、制作工藝、失超保護等關(guān)鍵技術(shù)。

該磁體是國內(nèi)首臺采用Cos2θ線圈的超導(dǎo)四極磁體，有效長度0.5 m，線圈內(nèi)直徑40 mm，設(shè)計磁場梯度136 T/m，工作電流2115 A。該類型磁體制作工藝流程復(fù)雜、裝配技術(shù)難度高。在磁體研制過程中，課題組與合肥科燁電物理設(shè)備制造有限公司、無錫統(tǒng)力電工有限公司聯(lián)合攻關(guān)，解決了梯形盧瑟福纜絞制、四極線圈繞線和加熱固化、磁體裝配等技術(shù)難題。下一步，計劃開展帶夾角的雙孔徑超導(dǎo)四極實驗磁體研制。

本課題研究得到了CEPC產(chǎn)業(yè)促進會(CIPC)和國家自然科學(xué)基金委的資助和支持。

完成加工制造的CEPC超導(dǎo)四極短實驗磁體

低溫勵磁實驗現(xiàn)場

勵磁電流達(dá)到2500A