CCTP pour une bobine supraconducteur de 16/18 - Nouba

CCTP pour une bobine supraconductrice 16/18 Tesla
CAHIER DES CLAUSES TECHNIQUES PARTICULIERES
POUR L’ACHAT D’UN SYSTEME EQUIPE D’UNE BOBINE
SUPRACONDUCTRICE FOURNISSANT UN CHAMP
MAGNETIQUE DE 16T A 4.2K ET 18T A 2.2K.
Introduction
Nous voulons un système capable de fournir un champ magnétique de 16 Tesla à 4.2K et
18 Tesla à 2.2K. Le système sera utilisé pour des mesures de magnéto-transport,
aimantation, et transport thermique au laboratoire des champs magnétiques intenses de
Grenoble. Le système doit être optimisé pour une utilisation en balayage continue du
champ magnétique, et plus particulièrement pour des balayages rapides (>1T/minute),
sans consommation excessive d’hélium liquide.
Le système comprendra les éléments suivant :
1(a) Aimant
Champ magnétique garanti : 16 Tesla à 4.2K et 18 Tesla à 2.2K
Homogénéité 0.1% sur 10mm dsv
Diamètre à froid : 52mm
Courant à 18 Tesla < 120 Ampères
Inductance L < 75 H (pour une vitesse de balayage supérieure à 1Tesla/minute avec une
alimentation de 10 Volts)
Bobine sans « switch » supraconducteur (pas d’opération en mode persistant)
1(b) Cryostat
Cryostat avec garde d'azote, volume d’Helium minimal 70 litres, à faibles pertes :
inférieures à 9 litres d'Helium par jour en présence d’un insert à température variable,
sans champ magnétique.
Consommation d’hélium liquide sans champs magnétique avec insert à température
variable : < 360 cm3/heure
Consommation d’hélium liquide sous champ magnétique avec réfrigérateur à dilution en
circulation : < 750 cm3/heure

Le diamètre interne du cryostat sera suffisamment grand pour pourvoir extraire par le
haut la bobine, son support et le réfrigérateur « lambda ».
1(c) Support de la bobine dans le cryostat
Tiges de maintient et écrans thermiques
Amenées de courant optimisées
Réfrigérateur « lambda » pour opération à 2.2K
Thermométrie pour le réfrigérateur « lambda »
Système de protection pour la bobine (résistances/diodes 10V)
1(d) Accessoires
Jauge et coffret électronique pour mesurer le niveau d’hélium liquide dans le cryostat
Jauge et coffret électronique pour mesurer le niveau d’azote liquide
Composants additionnels :
2. Alimentation pour la bobine
±120 Ampères, ±10 Volts.
Commande par ordinateur via interface IEEE 488.2 (GPIB).
Opération bipolaire (possibilité d’inverser le sens du champ magnétique - balayage
continu au passage à zéro Ampères).
Câbles 120 Ampères d’environs 6m de long.
Compatibilité avec matériel existant :
Insert à température variable (VTI)
Diamètre externe : 51 mm
Température réglable entre 1.5K et 300K
Compatibilité avec matériel à acquérir :
Réfrigérateur à dilution "topload"
De puissance de refroidissement 400 uW à 100 mK, diametre utile de la chambre de
mélange phi = 34 mm. Autonomie du système assemblé d'environ 6 jours au repos, et à
minima 3.2 jours en fonctionnement (Temperature de 10 mK et champ magnétique 16 T).

Remarques
Les éléments 1(a)-(d) font partie d’un ensemble qui sera commandé chez le fournisseur
à qui le marché est attribué.
La pompe à palette nécessaire pour le fonctionnement du réfrigérateur «lambda » fera
l’objet d’une commande auprès d’un fournisseur spécialisé.
Les siphons pour l’hélium liquide seront fabriqués dans les ateliers du CNRS, Grenoble.
Le système sera installé par nos soins au Laboratoire des Champs Magnétiques Intenses
de Grenoble après démonstration de conformité chez le fournisseur.

Superconducting magnet system 16-18 T
Superconducting magnet system providing 16 T at 4.2 K and
18 T at 2.2 K
Introduction
We want a system capable of providing a magnetic field of 16 Tesla at 4.2 K and 18
Tesla at 2.2 K. The system will be used for magneto transport, torque, and thermal
transport experiments at the Grenoble High Magnetic field Laboratory (LNCMI-G). The
system will be optimized for a use in continuous magnetic field sweeps, and more
particularly for fast sweep (~ 1T / minute), without any excessive liquid helium
consumption
The system will contain the following elements :
1(a) Magnet
Guaranteed magnetic field: 16 Tesla at 4.2K and 18 Tesla at 2.2K
Homogeneity 0.1% in 10mm dsv
Cold bore: 52mm
Current at 18 Tesla < 120 Amps
Inductance L < 75 H (for sweep rate higher than 1T/m for a 10 V voltage supply)
Magnet with no superconducting switch
1(b) Cryostat
Cryostat with nitrogen shield, minimum liquid Helium volume 70 liters, with low losses:
< 9 liters / day when fitted with a variable temperature insert, with no magnetic field.
Liquid He consumption without magnetic field with a variable temperature insert:
< 360 cc/h
Liquid He consumption with magnetic field and dilution refrigerator running:
< 750 cc/h
The inner diameter will be large enough to extract from the top the coil, its support, and
the lambda fridge.

1(c) Support of the coil
Holding pole and screening shields
Optimized current leads
Lambda refrigerator for operation at 2.2 K
Protection system for the coil (resistances/diodes 10V)
1(d) Accessories
Helium level meter + sensors
Nitrogen level meter +sensors
Additional components :
2. Magnet power supply
Capable of delivering ±120 Amps, ±10 Volts.
IEEE 488.2 (GPIB) interface.
Bipolar operation (possibility to inverse the magnetic field continuously with a passage
through zero current).
120 Amps cables, about 6 meters long
Compatibility with existing equipment:
Variable temperature insert (VTI)
External diameter: 51 mm
Adjustable temperature: 1.5K - 300K
Compatibility with future equipment:
Topload dilution refrigerator
Cooling power 400 uW at 100 mK, mixing chamber inner diameter > phi = 34 mm.
Assembled system autonomy:
> 6 days in « rest mode »
> 3.2 days running (Temperature 10 mK and magnetic field 16 T).