Imanes de acelerador superconductores basados en alambres redondos de Bi-2212 superconductores de alta temperatura
Autores: Shen, Tengming; Garcia Fajardo, Laura
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Imanes de acelerador superconductores basados en alambres redondos de Bi-2212 superconductores de alta temperatura
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Imanes superconductores
Nb-Ti
NbSn
Material superconductor de alta temperatura
Bi-2212
Imán de acelerador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los imanes superconductores son una herramienta invaluable para el descubrimiento científico, la investigación energética y el diagnóstico médico. Hasta la fecha, prácticamente todos los imanes superconductores se han fabricado a partir de dos superconductores de baja temperatura basados en Nb (Nb-Ti con una temperatura de transición superconductora de 9.2 K y NbSn con una de 18.3 K). Los imanes dipolos de acelerador Nb-Ti de 8.33 T del gran colisionador de hadrones (LHC) en CERN permitieron el descubrimiento del bosón de Higgs y la búsqueda continua de física más allá del modelo estándar de la física de altas energías. Los imanes NbSn de clase 12 T son clave para el reactor experimental termonuclear internacional (ITER) Tokamak y para la actualización de alta luminosidad del LHC que tiene como objetivo aumentar la luminosidad en un factor de 5-10. En este documento, discutimos las oportunidades con un material superconductor de alta temperatura Bi-2212 con una de 80-92 K para construir imanes más potentes para colisionadores circulares de alta energía. El desarrollo de un imán de acelerador superconductor no podría tener éxito sin un desarrollo paralelo de un conductor de alto rendimiento. Revisaremos los triunfos en el desarrollo de alambres redondos de Bi-2212 en un conductor de grado imán y las tecnologías que los habilitan. Luego, discutiremos los desafíos asociados con la construcción de un imán de acelerador de alto campo utilizando alambres de Bi-2212, especialmente aquellos dipolos de clase 15-20 T con un valor significativo para futuros colisionadores de física, posibles caminos tecnológicos a seguir y el progreso realizado hasta ahora con el desarrollo de imanes a escala reducida basado en bobinas de pista de carreras y un diseño de imán de coseno inclinado que aborda de manera única las debilidades mecánicas de los cables de Bi-2212. Además, se presenta una hoja de ruta que está siendo implementada por el Programa de Desarrollo de Imanes de EE. UU. para demostrar tecnologías de dipolos de acelerador Bi-2212 de alto campo.
Descripción
Los imanes superconductores son una herramienta invaluable para el descubrimiento científico, la investigación energética y el diagnóstico médico. Hasta la fecha, prácticamente todos los imanes superconductores se han fabricado a partir de dos superconductores de baja temperatura basados en Nb (Nb-Ti con una temperatura de transición superconductora de 9.2 K y NbSn con una de 18.3 K). Los imanes dipolos de acelerador Nb-Ti de 8.33 T del gran colisionador de hadrones (LHC) en CERN permitieron el descubrimiento del bosón de Higgs y la búsqueda continua de física más allá del modelo estándar de la física de altas energías. Los imanes NbSn de clase 12 T son clave para el reactor experimental termonuclear internacional (ITER) Tokamak y para la actualización de alta luminosidad del LHC que tiene como objetivo aumentar la luminosidad en un factor de 5-10. En este documento, discutimos las oportunidades con un material superconductor de alta temperatura Bi-2212 con una de 80-92 K para construir imanes más potentes para colisionadores circulares de alta energía. El desarrollo de un imán de acelerador superconductor no podría tener éxito sin un desarrollo paralelo de un conductor de alto rendimiento. Revisaremos los triunfos en el desarrollo de alambres redondos de Bi-2212 en un conductor de grado imán y las tecnologías que los habilitan. Luego, discutiremos los desafíos asociados con la construcción de un imán de acelerador de alto campo utilizando alambres de Bi-2212, especialmente aquellos dipolos de clase 15-20 T con un valor significativo para futuros colisionadores de física, posibles caminos tecnológicos a seguir y el progreso realizado hasta ahora con el desarrollo de imanes a escala reducida basado en bobinas de pista de carreras y un diseño de imán de coseno inclinado que aborda de manera única las debilidades mecánicas de los cables de Bi-2212. Además, se presenta una hoja de ruta que está siendo implementada por el Programa de Desarrollo de Imanes de EE. UU. para demostrar tecnologías de dipolos de acelerador Bi-2212 de alto campo.