Calculation and measurement of magnetic field in half-length helical snake magnet for RHIC

Abstract

In order to confirm the performance of a superconducting helical dipole magnet used as a Siberian snake in RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider), a half-length model magnet was fabricated in 1996 and three dimensional field analysis has been performed for it. In order to increase the quench limit in the model magnet, the coils in the stronger field area have a lower current. The measurements were performed on the model magnet at BNL (Brookhaven National Laboratory) in 1997. The experimental result almost reached the calculated quench current. To measure the field distribution in the model magnet, Hall probes connected to a cylinder were used. The probes have a small sensing area, a few square millimeters, and can measure local magnetic fields. To specify the field quality at the center of the model magnet, the results measured by using a rotating coil are shown. The model magnet showed a good performance. The measured results agreed well with that in the three dimensional calculation.

RHIC(相対論的重イオンビームコライダ)のシベリアンスネークとして用いる超伝導ヘリカル2極電磁石の性能を確認するため、1996年に半長モデル磁石が製造され、3次元磁場解析が行われた。この磁石ではクエンチ限界を上げるために強磁場領域のコイルの電流を小さくした。1997年にBNL(ブルックヘブン国立研究所)で、このモデル磁石を測定した。実験結果はクエンチ電流の計算値にほぼ近づいた。このモデル磁石の磁場分布を測定するために、円筒に接続したHallプローブを用いた。このプローブはセンシング領域が数平方ミリメートルの小領域であり、局所磁場を測定できる。このモデル磁石の中心での磁場品質を規定するために、回転コイルを用いて測定した結果を示した。このモデル磁石は良い性能を示した。測定結果は3次元計算の結果と良く一致した。