空间高场敏感探测磁体与运行控制基础研究

本项目将发展高敏感空间探测器复杂结构的异形磁体基础科学技术，由于空间的特殊运行环境和高能粒子的存在，应用于空间反物质探测器的磁体的材料需要具有较高的临界参数、承载较高应力以及在高能粒子辐照下而性能不产生退化。Nb3Al高磁场导体是典型的具有这种特性的可选导体。本项目将开展Nb3Al高磁场探测器磁体的基础研究和新型探测器磁体的设计，完成空间磁体的基础科学问题的研究，包括：完成Nb3Al线材与磁体在不同的运行电流范围复合超导体的电磁问题和热耦合的物理、数学模型；结合本构关系，发展有限元电磁耦合和结构耦合分析理论；基于一维扩展到准三维模型；开展包括电磁、光学以及其他高级诊断测试的设计和关键技术的研究，完成系统的工程设计研究并研制具有10-15T 高磁场Nb3Al超导磁体。同时开展已经发射升空的AMS02磁体系统运行测控、数据采集，发展大量数据采集方法和测试软件包的开发。

本项目针对AMS空间探测器对高场磁体的要求，进行了Nb3Al高场超导磁体的设计和研制。完成了Nb3Al超导线材的制备和性能测试，从超导磁体电、磁、力的综合计算入手，优化高场Nb3Al超导磁体结构设计，开展了超导磁体绕制和固化制备技术研究，研制出高性能Nb3Al超导磁体；为AMS02磁体系统开发了运行测控及数据采集系统。本项目按照研究计划完成了相关研究工作，达到了预期的目标。已经发表论文10篇，发明专利授权6项。