哥伦比亚星形器实验（CSX）非平面NI-HTS磁体原型的早期实验结果
仪器与探测器
2026-04-20 v2 超导电性
应用物理
等离子体物理
摘要
哥伦比亚星形器实验（CSX）是对哥伦比亚非中性环（CNT）的升级，旨在利用高温超导（HTS）技术在轴上磁场目标0.5 T的条件下演示大学规模的准轴对称星形器。由于稀土钡铜氧化物（ReBCO）对应变敏感，将其适配到非平面星形器几何结构需要新的绕制、结构和冷却策略。我们报告了一个分阶段原型计划（P1、P2、P3）的结果，采用3D打印的分段铝线圈框架、带有绕制通道、万向恒张力绕制机构以及用于径向电流重新分布和被动淬灭缓解的焊料浸渍。第一个原型P1（平面椭圆形、双煎饼）测试了增材制造、分段连接和基线绕制，在77 K下实现了预测磁场。P2（非平面、更高应变）绕制了42匝，在30-40 K下通电以产生预期磁场，并研究了高达4.5 kAt下的热梯度和电阻。P3的设计演变引入了凹几何结构、双双煎饼、200匝，并在20 K下接近70 kAt目标。同时，开发了亚微欧姆搭接接头。这些结果共同降低了制造、冷却接口、淬灭管理和诊断的风险，为CSX的全尺寸非平面HTS星形器线圈铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2510.07042,
title = {Experimental Results from Early Non-Planar NI-HTS Magnet Prototypes for the Columbia Stellarator eXperiment (CSX)},
author = {D. Schmeling and M. Russo and B. T. Gebreamlak and T. J. Kiker and A. R. Skrypek and A. R. Hightower and J. Xue and S. Chen and S. Sohaib and C. Martinez and K. F. Richardson and L. Filor and S. Komatsu and L. Liu and C. Paz-Soldan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.07042},
year = {2026}
}