[發明專利]一種實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法

在審

• 申請號: 202211620042.6
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115862951A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 徐孟鑫;張升學;何源;皇世春;楊自欽;劉魯北;王志軍;黃玉璐;王若旭;劉通;蔣天才;李春龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: H01B12/16
• 分類號: H01B12/16;H05H7/18;H05H7/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 董媛

1.一種實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，包括如下步驟：

S1、利用高頻仿真軟件確定所述銅鈮復合超導腔的高頻損耗及熱流分布；

S2、利用傳熱仿真軟件確定導熱帶與所述復合超導腔本體的連接位置，以及所述導熱帶的截面大小、長度；

S3、將所述導熱帶的一端連接于所述連接位置，其另一端與粒子加速器的低溫恒溫器中的熱錨連接。

2.根據權利要求1所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述銅鈮復合超導腔由純鈮超導腔及其外表面的銅層復合而成。

3.根據權利要求2所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述銅層的材質為TU0無氧銅；所述銅層的厚度為1-10mm。

4.根據權利要求1-3任一所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述高頻仿真軟件為有限元高頻仿真軟件、CST微博工作室或Comsol。

5.根據權利要求1-4任一所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述高頻損耗及熱流分布的確定步驟為：通過所述高頻仿真軟件計算得到腔體高頻損耗，進而確定腔體電磁場分布，再進一步求解出腔體表面的熱流分布。

6.根據權利要求1-5任一所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述傳熱仿真軟件為有限元多物理場傳熱仿真軟件、CST微博工作室或Comsol。

7.根據權利要求1-5任一所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述連接位置的確定步驟為：根據所述熱流分布及所述傳熱仿真軟件計算得到腔體溫度分布，進而確定腔體溫升較高的位置，再通過優化，確定所述導熱帶與所述復合超導腔本體的連接位置。

8.根據權利要求1-7任一所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述導熱帶為導熱率高于所述純鈮超導腔的鈮材導熱率至少一個量級的金屬導熱帶。

9.根據權利要求1-8任一所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述導熱帶的截面大小及長度的確定步驟為：將所述導熱帶連接在所述連接位置后進行傳導冷卻模擬試驗，通過優化導熱帶的截面大小和長度參數，以達到腔體最小溫升目標，進而確定所述導熱帶的截面大小及長度參數。

10.根據權利要求1-9任一所述的實現銅鈮復合超導腔固體傳導冷卻的方法，其特征在于：所述連接的方式為釬焊方式或電子束焊接方式。