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目 录1

第一章加速器原理和超导物理基础1

§1.1加速器原理2

1.1.1加速器种类2

1.1.2均匀场回旋加速器的原理7

1.1.3同步加速器的原理10

1.1.4同步加速器的纵向动力学19

1.1.5同步加速器的强聚焦27

§1.2超导物理基础30

1.2.1第1类（纯金属）超导体的基本特性31

1.2.2第Ⅱ类超导体的基本特性34

1.2.3超导理论简介36

1.2.4超导量子效应38

§1.3超导磁体实用超导材料41

1.3.1实用超导材料的种类41

1.3.2临界电流与磁场、温度和形变的关系44

1.3.3稳定性、退化和失超保护51

1.3.4交变电流和场损耗57

主要参考文献60

第二章同步加速器超导磁体62

§2.1 引言62

2.1.1失超、退化、锻炼64

2.1.2线圈中持久的涡流效应65

2.1.3铁扼66

2.1.4低温系统和材料66

2.1.5校正磁体67

2.2.1单一载流导体的多级展开式68

§2.2超导磁体的磁场计算68

2.2.2纯多极场的产生70

2.2.3斜谐波72

2.2.4 电流壳组成的纯多极线圈的近似73

2.2.5铁扼的影响78

2.2.6铁扼的饱和80

2.2.7端部磁场82

§2.3机械精度和磁力85

2.3.1机械公差85

2.3.2磁力86

2.3.3线圈的预紧缩和内力90

2.3.4线圈和铁扼之间的力91

2.3.5线圈水平受力92

2.3.6线圈的制造和紧固92

§2.4超导磁体中的持久涡流94

2.4.1持久涡流作用的测量和对磁场质量的影响94

2.4.2超导体中持久涡流的计算模型95

2.4.3持久涡流的时间依赖性103

2.5.1从超导态到正常态的跃迁105

§2.5磁体的失超和失超保护105

2.5.2磁体的稳定107

2.5.3失超后线圈的热量112

2.5.4正常区域的传播速度115

2.5.5失超探测和外部的安全回路119

2.5.6一串磁体的保护121

§2.6校正线圈127

主要参考文献132

§3.1 引言134

第三章超导谐振腔134

§3.2腔的一些基础原理135

3.2.1腔的几何形状135

3.2.2腔的表面电阻、品质因数和分流阻抗140

3.2.3表面场143

§3.3超导腔144

3.3.1超导腔表面的射频电阻144

3.3.2基本的场限制147

3.3.3超导腔的实验方法150

3.4.1正常传导的微观缺陷156

§3.4超导腔的反常损耗156

3.4.2电子次级发射157

3.4.3电子场致发射161

§3.5用于超导腔的材料164

3.5.1铅164

3.5.2铌165

3.5.3高纯铌的优点和热不稳定性166

3.5.4 A15化合物Nb3Sn168

3.5.5微波场中的新型高T0超导材料的特性172

3.6.1射频发生器同有束流腔系统的匹配178

§3.6主耦合器178

3.6.2主耦合器的要求186

3.6.3主耦合器的实例187

§3.7高次模（HOM）耦合器190

3.7.1 HOM耦合器的必要性190

3.7.2 由一个聚束束流引起的场激励191

3.7.3 Qext的判据194

3.7.4 HOM耦合器的要求195

3.7.5 HOM耦合器的实例196

3.8.1超导腔调谐的要求199

§3.8频率调谐199

3.8.2可能的调谐方法201

主要参考文献204

第四章超导回旋加速器和超导紧结构同步辐射（SR）光源207

§4.1超导回旋加速器207

4.1.1超导回旋加速器特性介绍208

4.1.2主线圈设计方法210

4.1.3分离扇超导磁体212

4.2.1无杂散场通道磁体的原理214

§4.2无杂散场的超导引出通道磁体214

4.2.2磁场设计215

4.2.3超导磁通道磁体实例217

§4.3紧结构超导同步辐射光源222

4.3.1基本原理223

4.3.2圆形对称SR加速器主要参数226

4.3.3跑道形结构228

4.3.4超导弯转磁体233

4.3.5超导紧结构SR光源实例237

主要参考文献240

第五章探测器超导磁体、高场磁体和特殊磁体242

§5.1探测器超导磁体242

5.1.1大尺寸的探测器磁体243

5.1.2螺线管磁体的磁场计算246

5.1.3螺线管磁体的受力和储能252

5.1.4第一代和第二代超导螺线管257

§5.2加速器中的超导高磁场磁体263

5.2.1高磁场磁体的定义263

5.2.2高磁场磁体的发展实例267

5.2.3双通道“二合一”超导磁体271

§5.3 同步电子环中的超导Wiggler磁体273

5.3.1 Wiggler磁体对电子环的控制274

5.3.2 Wiggler磁体和谐振自旋扩散277

5.3.3 Wiggler磁体对同步辐射光束的控制280

§5.4超导探测器285

主要参考文献287

6.1.1低温流体的基本特征289

§6.1低温热力学简介289

第六章低温的获得及其部件实验289

6.1.2低温热力学的宏观描述291

6.1.3理想制冷循环293

§6.2实际气体的制冷循环原理297

6.2.1实际气体297

6.2.2焦耳－汤姆逊效应297

6.2.3绝热膨胀制冷300

6.2.4氦液化器循环实例301

6.3.1实用制冷剂的特性304

§6.3低温系统的技术设计304

6.3.2实用低温材料的特性306

6.3.3热绝缘的设计314

6.3.4固体与液体和气体之间的热传导321

6.3.5制冷循环和设备323

6.3.6测试设备和过程控制326

6.3.7低温容器的泄漏328

§6.4超流氦的特性和实际应用330

6.4.1超流氦的实用热传播331

6.4.2超流氦的压力流冷却336

6.4.3使用超流氦系统的一些注意事项337

6.4.4超流氦制冷机实例339

§6.5闭路循环低温系统实例341

6.5.1低温系统的总体安排341

6.5.2超导环的冷却计算和实验结果344

6.5.3氦的输运管道354

§6.6超导设备使用的低温容器及低温泵效应357

6.6.1实用低温容器357

6.6.2低温泵效应364

主要参考文献366