面向国际轴子观测站 (IAXO) 的新型超导环形磁体系统
仪器与探测器
2014-03-05 v1
摘要
轴子是为解决粒子物理标准模型中出现的强 CP（电荷共轭与宇称）问题而假设的粒子。新的国际轴子观测站 (IAXO) 将纳入迄今为止最有前景的太阳轴子探测器，其设计旨在将轴子 - 光子耦合的灵敏度提高一个数量级，超越当前最先进的探测器 CERN 轴子太阳望远镜 (CAST) 的极限。IAXO 探测器依赖于分布在极大体积内的高磁场，以将太阳轴子转换为 X 射线光子。受 ATLAS 桶部和端盖环形磁体成功实现的启发，CERN 目前正在设计一个非常大的超导环形磁体，以提供所需的磁场。该环形磁体将由八个宽 1 米、长 21 米的跑道形线圈组成。系统直径为 5.2 米，长度为 25 米。其峰值磁场为 5.4 T，储存能量为 500 MJ。文中描述了为获得最大探测器产额而进行的磁场优化过程。此外，通过力和应力计算确定了材料选择及其结构和尺寸。估算了热负荷以确定所需的制冷功率，并给出了基于强制流动超临界氦的制冷系统概念。淬火模拟证实了淬火保护方案。
引用
@article{arxiv.1308.2526,
title = {New Superconducting Toroidal Magnet System for IAXO, the International AXion Observatory},
author = {I. Shilon and A. Dudarev and H. Silva and U. Wagner and H. H. J. ten Kate},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.2526},
year = {2014}
}
备注
Accepted for publication in Adv. Cryo. Eng. (CEC/ICMC 2013 special issue)