Supercondutividade aplicada a dispositivos de inserção: rota de fabricação de bobinas de Nb-Ti para um Wavelength Shifter de 6,32 T
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16753 |
Resumo: | The demand for building a high-performance X-ray tomography beamline energy in the Brazilian synchrotron accelerator, Sirius, required the development of a project for a superconducting magnet with a magnetic field greater than 6 T. Aiming at this, there was the interest of Division of Engineering and Technology of the National Center for Research in Energy and Materials (CNPEM) in starting research in the field of Superconductivity. In this sense, a multidisciplinary team developed the preliminary design of a magnet superconductor with three poles, one central and two lateral, of 6.32 T peak field, called Superconducting Wavelength Shifter (SWLS). The definition of the magnet models was based on simulations seeking to respect the design assumptions: operation in a straight stretch, reuse of the maximum equipment of a deactivated superconducting magnet in CNPEM, magnetic field above 6 T, narrow field profile in the central pole region (FWHM ≈ 30), magnetic gap 7 mm and operating margin above 20%. The SWLS electromagnetic model has a set consisting of 6 superconducting coils of Nb-Ti. After defining the parameters of the superconducting wire and the model geometry, a fabrication route for superconducting coils was proposed. Afterwards, she was validated with the development of a copper prototype. This Final Course Work presents important concepts about superconductivity applied to insertion devices, such as SWLS, and the development of the superconducting magnet project to define the models and coil manufacturing route, as well as the prototyping of a copper coil as a route validation. |
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Aiming at this, there was the interest of Division of Engineering and Technology of the National Center for Research in Energy and Materials (CNPEM) in starting research in the field of Superconductivity. In this sense, a multidisciplinary team developed the preliminary design of a magnet superconductor with three poles, one central and two lateral, of 6.32 T peak field, called Superconducting Wavelength Shifter (SWLS). The definition of the magnet models was based on simulations seeking to respect the design assumptions: operation in a straight stretch, reuse of the maximum equipment of a deactivated superconducting magnet in CNPEM, magnetic field above 6 T, narrow field profile in the central pole region (FWHM ≈ 30), magnetic gap 7 mm and operating margin above 20%. The SWLS electromagnetic model has a set consisting of 6 superconducting coils of Nb-Ti. After defining the parameters of the superconducting wire and the model geometry, a fabrication route for superconducting coils was proposed. Afterwards, she was validated with the development of a copper prototype. This Final Course Work presents important concepts about superconductivity applied to insertion devices, such as SWLS, and the development of the superconducting magnet project to define the models and coil manufacturing route, as well as the prototyping of a copper coil as a route validation.A demanda pela construção de uma linha de luz de tomografia de Raios-X de alta energia no acelerador síncrotron brasileiro, Sirius, exigiu o desenvolvimento do projeto de um ímã supercondutor com campo magnético superior a 6 T. Visando isso, houve o interesse da Divisão de Engenharia e Tecnologia do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) em iniciar pesquisas no ramo da Supercondutividade. Nesse sentido, uma equipe multidisciplinar desenvolveu o projeto preliminar de um ímã supercondutor de três polos, um central e dois laterais, de 6,32 T de campo de pico, denominado Superconducting Wavelength Shifter (SWLS). A definição dos modelos do ímã se baseou em simulações buscando respeitar as premissas de projeto: operação em trecho reto, reaproveitamento do máximo de equipamentos de um ímã supercondutor desativado no CNPEM, campo magnético acima de 6 T, perfil de campo estreito na região do polo central (FWHM ≈ 30), gap magnético de 7 mm e margem de operação acima de 20%. O modelo eletromagnético do SWLS possui um conjunto composto por 6 bobinas supercondutoras de Nb-Ti. Definidos os parâmetros do fio supercondutor e a geometria do modelo, foi proposta uma rota de fabricação para as bobinas supercondutoras. Posteriormente, ela foi validada com o desenvolvimento de um protótipo de cobre. Este Trabalho Final de Curso apresenta conceitos importantes sobre supercondutividade aplicada a dispositivos de inserção, como o SWLS, e o desenvolvimento do projeto do ímã supercondutor para definição dos modelos e rota de fabricação das bobinas, bem como a prototipagem de uma bobina de cobre como forma de validação da rota.porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Física - EFiUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSupercondutoresBobinas supercondutorasSupercondutividade aplicadaDispositivos de inserçãoÍmã de Nb-TiCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICASupercondutividade aplicada a dispositivos de inserção: rota de fabricação de bobinas de Nb-Ti para um Wavelength Shifter de 6,32 TSuperconductivity applied to devices insertion: manufacturing route of Nb-Ti coils for a 6.32T Wavelength Shifterinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis6006009cbe655b-15f1-4ba5-bc8d-538f8f1bc684reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16753/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALTrabalho Final de Curso - Isadora Cavassani.pdfTrabalho Final de Curso - Isadora Cavassani.pdfapplication/pdf6822668https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16753/1/Trabalho%20Final%20de%20Curso%20-%20Isadora%20Cavassani.pdf16e5a73c7d01d8cac5dc2d4311e03ff9MD51TEXTTrabalho Final de Curso - Isadora Cavassani.pdf.txtTrabalho Final de Curso - Isadora Cavassani.pdf.txtExtracted texttext/plain73847https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16753/3/Trabalho%20Final%20de%20Curso%20-%20Isadora%20Cavassani.pdf.txt5583b7f5adcbce9cf3320e43c6d87a80MD53THUMBNAILTrabalho Final de Curso - Isadora Cavassani.pdf.jpgTrabalho Final de Curso - Isadora Cavassani.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8937https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16753/4/Trabalho%20Final%20de%20Curso%20-%20Isadora%20Cavassani.pdf.jpgaa21d5aebba7f878bd7271dccfe1bf77MD54ufscar/167532023-09-18 18:32:30.105oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16753Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:30Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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