[实用新型]一种紧凑型超导中子极化翻转器

说明书

本实用新型涉及中子极化技术领域，具体涉及一种紧凑型超导中子极化翻转器，其包括真空恒温器、超导抗磁体组件和导向磁场组件。超导抗磁体组件设置在真空恒温器内，真空恒温器用于为超导抗磁体组件提供真空低温的环境，使得超导抗磁体组件在真空恒温器内形成一层迈斯纳抗磁层，超导抗磁体组件与导向磁场组件组合，通过超导抗磁效应将超导体前后导引磁场分割；导向磁场组件设置在真空恒温器的外围，用于在迈斯纳抗磁层的两侧形成两个磁场方向相反的导向磁场，导向磁场用于对穿过该导向磁场的中子极化进行导向，并使得穿过迈斯纳抗磁层后的中子的极化发生翻转。采用本实施例的中子极化翻转器对中子的极化进行翻转时操作简单、性能稳定且翻转效率高。

技术领域

本实用新型涉及中子极化技术领域，具体涉及一种紧凑型超导中子极化翻转器。

背景技术

中子具有不带电、有磁矩、穿透性强的特点，其可分辨轻元素、同位素和近邻元素，是探索物质微观结构的有力手段。极化后的中子将更进一步发挥其优势，在凝聚态物理和化学、纳米材料、蛋白质和生物、工业无损深度探伤等众多领域得到广泛应用。在极化中子实验中需要对中子的极化进行翻转，以测量中子的不同极化态在总束流中所占的比重，这是计算中子极化率所必需的操作。实现极化翻转的装置叫做极化翻转器，当前的多波长中子极化翻转器主要依靠射频交变磁场调制与电流层磁场反转这两种方式实现。低温超导体极化翻转器是电流层磁场反转的优化设计，通过超导体的完全抗磁性精确约束磁场，实现大范围的翻转。但是采用现有的极化翻转器对中子的极化进行翻转时，还存在中子的透射率低、翻转效率较低且稳定性不高的技术问题。

实用新型内容

为了解决采用现有的极化翻转器对中子的极化进行翻转时，存在的中子的透射率低、翻转效率较低且稳定性不高的技术问题，提出了一种紧凑型超导中子极化翻转器。

一种紧凑型超导中子极化翻转器,包括真空恒温器、超导抗磁体组件和导向磁场组件；

所述超导抗磁体组件设置在所述真空恒温器内，所述真空恒温器用于为所述超导抗磁体组件提供真空低温的环境，使得所述超导抗磁体组件在所述真空恒温器内形成一层迈斯纳抗磁层；

所述导向磁场组件设置在所述真空恒温器的外围，用于在所述迈斯纳抗磁层的两侧形成两个磁场方向相反的导向磁场，所述导向磁场用于对穿过该导向磁场的中子极化进行导向，并使得穿过所述迈斯纳抗磁层后的中子的极化发生翻转。

其中，所述真空恒温器包括容纳腔体以及设置在所述容纳腔体上的制冷设备和抽真空设备；

所述超导抗磁体组件设置在所述容纳腔体内，所述制冷设备用于提供制冷源，使得所述容纳腔体内的超导抗磁体组件的温度达到相变温度以下，所述抽真空设备用于对所述容纳腔体进行抽真空处理使得所述容纳腔体内处于真空状态。

其中，所述超导抗磁体组件包括导热座、导热框、超导体薄膜；

所述导热座用于和所述制冷设备的热量传导部固定连接，所述导热框的一端固定在所述导热座上，所述超导体薄膜固定在所述导热框内，所述导热座和导热框用于将所述热量传导部发出的低温传至所述超导体薄膜上，使得所述超导体薄膜发生相变从而形成所述迈斯纳抗磁层。

其中，所述超导抗磁体组件还包括隔热罩，所述隔热罩设置在所述超导体薄膜的两侧，用于对周围环境的热量进行隔离，避免周围环境中的热量对所述超导体薄膜的热辐射。

其中，所述导向磁场组件包括第一磁场组件和第二磁场组件，所述第一磁场组件和第二磁场组件分别用于设置在所述容纳腔体的相对的两个侧面外，并且分别位于所述超导体薄膜的两侧，用于形成第一导向磁场和第二导向磁场，所述第一导向磁场和第二导向磁场的磁场方向相反。

其中，所述第一磁场组件和第二磁场组件均包括一个安装框、两个磁极和两个线圈，所述两个磁极分别设置在所述安装框内两个相对的内表面上，所述两个线圈分别套装在两个磁极上。