Beschaffung eines Supraleitenden Magnetsystems (DFG-GZ: A 635)

Deutsche Forschungsgemeinschaft e.V., Zentrale Beschaffungsstelle

Supraleitendes Magnetsystem für PERC.
PERC (Proton Electron Radiation Channel) ist ein neuartiges Experiment im Bereich der Teilchenphysik (Neutronenzerfall), welches aufgebaut wird. Das supraleitende Magnetsystem mit einer Gesamtlänge von 11,3 m in der Horizontalen ist aus vier Teilsystemen in einem gemeinsamen Kryostaten aufgebaut, die jeweils durch ein separates Netzgerät betrieben werden:
1) „Langer Solenoid“ mit Korrekturwindungen an beiden Enden (Länge L = 8 m, Ø 400 mm, B0 = 1,5 T): Entlang der Zentralachse befindet sich das sogenannte „Zerfallsvolumen“ mit einem Querschnitt von 70 × 70 mm². Dieses Teilsystem besteht aus einer einzigen Spule und darf nicht aus Einzelsegmenten zusammengesetzt werden,
2) „Separator”: Ein System mit einer Gesamtlänge L = 2,5 m aus drei gekippten, kurzen Spulen (Kippwinkel +10°, +22° und -24°) und dazwischen einem längeren Solenoiden (Länge L = 0,9 m, Ø 600 mm) mit Korrekturwindungen an beiden Enden. Dieses System verschiebt Magnetfeldlinien aus dem Zerfallsvolumen auf einer Länge von etwa 1 m vertikal um ~100 mm,
3) „Filter”: Ein Paar kurzer Ringspulen (Ø 660 mm), das zusammen mit Teilsystem 2 ein starkes Magnetfeld (B1 = 6 T) auf der Achse erzeugt. Der Filter ist um den Solenoiden des Separators angebracht, in dessen Mitte das Feldmaximum erreicht wird,
4) „Connector”: Ein Solenoid (Länge L = 1 m, Ø 520 mm, B2 = 1 T) als Verbindungsstück zu Magneten nachfolgender Detektorsysteme. Diese Systeme sind nicht Teil der Ausschreibung.
Weitere wichtige Anforderungen an Form und Genauigkeit des Magnetfeldes sind u.a.:
A) Ein monotoner Anstieg der Magnetfeldstärke ohne lokale Minima von Teilsystem 1 zum Feldmaximum in Teilsystem 3, dahinter ein monotoner Abfall,
B) Homogenität von ΔB0/B0 < 1*10-4 in radialer Richtung in Teilsystem 1 innerhalb eines Radius von 50 mm um die Achse. Feldlinien müssen auf ±1 mm parallel zur Zentralachse verlaufen,
C) Homogenität des Feldmaximums in Teilsystem 3 innerhalb eines Volumens von 42×42×20 mm³ um die zentrale Feldlinie, die ihren Ursprung im Zentrum des Teilsystems 1 hat, von B1/B1 =2*10-4,
Kühlung: Für die Kühlung des supraleitenden Magnetsystems schlagen wir superkritisches Helium (max. 25 W) und flüssigen Stickstoff oder Kühlung mittels vibrationsgedämpfter Kaltköpfe vor. Alternative Kühlkonzepte können angeboten werden.
Bohrung: In Teilsystem 1 hat die warme Bohrung einen Innendurchmesser von 300 mm, in Teilsystem 2-4 350 mm. Die Bohrung ist Teil eines UHV-Systems mit einem Vakuum von 10-9 mbar. Die Bohrung muss für eine Last von 50 kg/m in Teilsystem 1 und 200 kg/m im hinteren Teil ausgelegt sein. Die geometrische Abweichung der Achse der warmen Bohrung von der zentralen Feldlinie darf maximal ±1 mm betragen.
Umgebung: Das Magnetsystem wird in semi-statischer Weise betrieben, schnelle Änderungen des Magnetfelds sind nicht erforderlich. Der Magnet wird von einer Magnetfeldrückführung in einer Entfernung von etwa 1.4 m vom Zentrum umgeben (nicht Teil dieser Ausschreibung). Das System wird durch Magnetsysteme erweitert, die an Teilsystem 4 gekoppelt werden, mit einer typischen Konfiguration von B = 1 T, Ø 660 mm.
Referenzdesign: Die PERC Kollaboration hat einen Entwurf des Magnetsystems ausgearbeitet, der Anbietern als Referenz dienen kann. Einzelheiten der Spulenpositionen, maximalen Stromdichten, Längen, Radien, Kippwinkel und weitere technische Details sind verfügbar. Alternative Designvorschläge durch den Anbieter sind willkommen, bedürfen jedoch der Zustimmung der PERC Kollaboration.
Ein entsprechendes Netzgerät ist für den Magneten anzubieten.

Die Frist für den Eingang der Angebote war 2012-01-16. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2011-12-16.

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