大型高能粒子探測器都采用超導(dǎo)磁體。用于大型高能粒子探測器的超導(dǎo)磁體技術(shù)不斷地得到推進.如發(fā)展了薄壁超導(dǎo)螺線管磁體,使其徑向厚度大大減小,以防止超導(dǎo)線圈吸收過多的粒子;發(fā)展了超導(dǎo)線圈內(nèi)繞技術(shù),取消了線圈內(nèi)筒,簡化了線圈結(jié)構(gòu),并進一步改善了線圈的輻射穿透性能;采用了鋁做導(dǎo)體的穩(wěn)定基底材料,使重最減輕且具有較好的穩(wěn)定性能等。目前世界上有十多臺這類大型超高能粒子探測器的超導(dǎo)螺線管磁體導(dǎo)磁體在運行。下面以運行在日本KEK的BELLE探測器為例,來說明低溫技術(shù)在高能粒子探測器的超導(dǎo)磁體中的應(yīng)用。
圖34-3所示的是BELLE高能粒子探測器的超導(dǎo)螺線管磁體。從圖中可見,在磁體低溫容器內(nèi)兩相氦始終在纏繞于磁體外表面的管內(nèi)流動,因此冷卻方式屬于間接強迫冷卻方式。這種冷卻方式與傳統(tǒng)的浸泡冷卻方式相比,除可防止氣泡在長而窄的磁體通道中形成局部積累,造成磁體壁面和液氦之間的傳熱惡化進而引發(fā)失超外,還可以有效地減少液氦用量。
超導(dǎo)線圈及其冷卻管道的局部放大示意圖如圖34-4所示。由圖可見,該設(shè)計具有前面所提到的薄壁、線圈內(nèi)繞、使用鋁基底等最新設(shè)計特點。
對于大型超導(dǎo)磁體,由于其儲能巨大,因此在設(shè)計上要特別注意對失超的保護。