Июнь 18th, 2013
Внутри расщепленной катушки с тяжелым железным ярмом расположена пузырьковая камера диаметром 3,7 м с вертикальной осью.Впечатляет то, что магнит был создан менее чем за три года; его изготовление было начато в 1966 г. В табл. 1 приведены некоторые важные параметры этого магнита. Энергия, запасенная в его магнитном поле, 80 МДж. Поэтому конструкторбыл весьма осторожен и использовал скромную плотность тока ~ 1700 Асм2, через сечение шины, содержащей шесть сверхпроводящих жил. Было ясно, что можно построить обычный магнит с медной обмоткой, потребляющей мощность 10 МВт для создания поля 1,8 Т. Но, с другой стороны, была возможность открыть новую эру больших сверхпроводящих магнитов, и эта возможность была удачно реализована. Успех этого магнита послужил хорошим стимулом для строительства двух других сверхпроводящих магнитов, для пузырьковых камер CERN и NAL. Разработка магнита CERN началась в 1967 г., и первые испытания были успешно проведены в 1972 г. Пузырьковая камера предназначена для экспериментов с пересекающимися пучками частиц от накопительного кольца и Европейского синхротрона, ускоряющего частицы до 300 ГэВ. Внутренний диаметр катушки 4,72 м, т. е. почти такой же, как и у магнита ANL. Однако магнитное поле внутри- 3,5 Т, и поэтому запасенная энергия составляет около 800 МДж. Конструирование магнита должно было быть очень тщательным из-за огромных сил Лоренца, действующих на обмотку, которые заставили дополнительно укрепить обмотку лентами из нержавеющей стали. Катушка сжимается аксиальной силой около 90-106 Н. Растягивающие напряжения в сверхпроводящей обмотке достигают 102 МПа, а в бандаже — до 2-Ю2 МПа. Параметры этого магнита также приведены в табл. 1. Габаритные размеры катушки показаны на рис. 2. Легко видеть, что применение сверхпроводящего магнита для пузырьковой камеры CERN было необходимым. Действительно, если бы использовать обмотку из бескислородной меди для магнита с таким полем, то для ее питания потребовалась бы мощность около 60 МВт. Даже если бы имелся источник такой мощности, то затраты на эксплуатацию самого магнита в течение 2000 ч за год составили бы 1,2-106 долл. при цене электроэнергии 0,01 долл. за 1 кВт-ч. При использовании сверхпроводящей катушки рефрижератор, обеспечивающий холодопроизводительность 900 Вт на уровне 4,5 К, имеет.установленную мощность 360 кВт.
