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ADS(AcceleratorDrivenSub-criticalSystem)即加速器驱动次临界系统,被公认为是解决放射性核废料深埋处理所带来危害问题最有潜力的工具。ADS系统需要强流质子超导直线加速器做为前段注入器,超导直线加速器中普遍采用高梯度的超导腔作为加速单元,依束流动力学要求,在两个加速单元中的有限空间内需要满足强聚焦,低边缘场,和二极场积分量三方面的要求。
本文介绍了中国科学院近代物理研究所强流质子直线加速器即注入器Ⅱ的超导螺线管样机研制情况,该样机由沿轴向的一组线圈和径向的校正线圈组成,轴向的有源屏蔽线圈可以屏蔽大部分边缘场,由于漏磁要求较高,进一步的磁场屏蔽是通过铌材的超导屏蔽和低温坡莫合金的无源屏蔽实现的,最终可以使得超导腔体区域的磁场低至地磁水平。经力学校核,该磁体采用单层筒状的紧密配合骨架结构。经过失超模拟计算,确定为二极管并联被动失超保护方案。
通过对螺线管在低温杜瓦中的垂直测试,磁场设计和失超模拟的结果同测试结果相吻合,验证了磁体设计的正确性。