Design and Assembly of a Large-aperture Nb3Sn Cos-theta Dipole Coil with Stress Management in Dipole Mirror Configuration

The stress-management cos-theta (SMCT) coil is a new concept which has been proposed and is being developed at Fermilab in the framework of US Magnet Development Program (US-MDP) for high-field and/or large-aperture accelerator magnets based on low-temperature and high-temperature superconductors. The SMCT structure is used to reduce large coil deformations under the Lorentz forces and, thus, the excessively large strains and stresses in the coil. A large-aperture Nb3Sn SMCT dipole coil has been developed and fabricated at Fermilab to demonstrate and test the SMCT concept including coil design, fabrication technology and performance. The first SMCT coil has been assembled with 60-mm aperture Nb3Sn coil inside a dipole mirror configuration and will be tested separately and in series with the insert coil. This paper summarizes the large-aperture SMCT coil design and parameters and reports the coil fabrication steps and its assembly in dipole mirror configuration

Development and Test of a Large-aperture Nb3Sn Cos-theta Dipole Coil with Stress Management

The design concept of the Electron Ion Collider (EIC), which is under construction at BNL, considers adding a 2nd Interaction Region (IR) and detector to the machine after completion of the present EIC project. Recent progress with development and fabrication of large-aperture high-field magnets based on the Nb3Sn technology for the HL-LHC makes this technology interesting for the 2nd EIC IR. This paper summarizes the results of feasibility studies of large-aperture high-field Nb3Sn dipoles and quadrupoles for the 2nd EIC IR.Comment: IPAC 2023. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2304.1315

Priming potato plants with melatonin protects stolon formation under delayed salt stress by maintaining the photochemical function of photosystem II, ionic homeostasis and activating the antioxidant system

Melatonin is among one of the promising agents able to protect agricultural plants from the adverse action of different stressors, including salinity. We aimed to investigate the effects of melatonin priming (0.1, 1.0 and 10 µM) on salt-stressed potato plants (125 mM NaCl), by studying the growth parameters, photochemical activity of photosystem II, water status, ion content and antioxidant system activity. Melatonin as a pleiotropic signaling molecule was found to decrease the negative effect of salt stress on stolon formation, tissue water content and ion status without a significant effect on the expression of Na+/H+ -antiporter genes localized on the vacuolar (NHX1 to NHX3) and plasma membrane (SOS1). Melatonin effectively decreases the accumulation of lipid peroxidation products in potato leaves in the whole range of concentrations studied. A melatonin-induced dose-dependent increase in Fv/Fm together with a decrease in uncontrolled non-photochemical dissipation Y(NO) also indicates decreased oxidative damage. The observed protective ability of melatonin was unlikely due to its influence on antioxidant enzymes, since neither SOD nor peroxidase were activated by melatonin. Melatonin exerted positive effects on the accumulation of water-soluble low-molecularweight antioxidants, proline and flavonoids, which could aid in decreasing oxidative stress. The most consistent positive effect was observed on the accumulation of carotenoids, which are well-known lipophilic antioxidants playing an important role in the protection of photosynthesis from oxidative damage. Finally, it is possible that melatonin accumulated during pretreatment could exert direct antioxidative effects due to the ROS scavenging activity of melatonin molecules

ВЛИЯНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОДМАГНИЧИВАНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРИ ВОЛНОВОДНОМ КОНТРОЛЕ ПРУТКОВ

The disadvantage of the electromagnetic-acoustic (EMA) method receiving ultrasonic waves are low efficiency. The traditional way to enhance its effectiveness is increase the bias field. The aim of the study was research the way to improve the efficiency of the EMA transformation, using a time-varying bias field.The researches held with the help of a specially designed installation that allows the magnetization to be performed by a constant and alternating magnetic field (dynamic bias), synchronously with the passage of the received pulse. The object of the study were rods made of different grades of steel with a diameter of 4–6 mm, in which the symmetrical zero mode S0 of the rod wave was excited by the EMA method (in the frequency range of about 40 kHz). A comparative analysis of the amplitudes and form pulses of multiple reflections during static and dynamic reversal of magnetization and with a full cycle of magnetization reversal conducted.The result of the efficiency measurements EMA reception during static and dynamic bias found a significant (up to 5 times) increase in the signal amplitude on the receiving transducer. Taking into account that the main contribution to the excitation mechanism and the reception mechanism made the magnetostrictive effect on low frecuncy, it can assumed that using a dynamic bias field is impacting significant on the effective mobility of magnetic domains (that is changes the dynamic magnetic susceptibility of the material). It is established that it is possible to monitor steel at lower values of the bias field, and, consequently, to reduce the mass dimensions of the magnetic system.Thus, in the course of the researchers found of effect of dynamic bias and effect of dynamic bias increase acoustic pulse amplitude of the signal of the received EMA method. Using this method will improve the quality EMA testing by creating more efficient EMA transducer. Taking into account that the value of the detected effect depends significantly on the steel grade, we can assume its possible application in the methods of express analysis, estimation of structural and stressed states. Недостатком электромагнитно-акустического (ЭМА) метода приема ультразвуковых колебаний является его низкая эффективность. Традиционные способы ее повышения – увеличение подмагничивающего поля. Целью данной работы являлось исследование способа повышения эффективности ЭМА преобразования с использованием изменяющегося во времени поля подмагничивания. Исследования проводились с помощью специально разработанной установки, позволяющей осуществлять подмагничивание постоянным и переменным магнитным полем (динамическое подмагничивание) синхронно с прохождением принятого импульса. Объектом исследования являлись прутки из различных марок стали диаметром 4–6 мм, в которых ЭМА методом возбуждалась симметричная нулевая мода S0 стержневой волны (в частотном диапазоне около 40 кГц). Проведен сравнительный анализ амплитуд и форм серии импульсов многократных отражений при статическом и динамическом перемагничивании и с полным циклом перемагничивания.В результате проведенных измерений эффективности ЭМА приема при статическом и динамическом подмагничивании установлено существенное (до 5 раз) увеличение амплитуды сигнала на приемном преобразователе. В связи с тем, что на низких частотах основной вклад в механизм как возбуждения, так и приема вносит магнитострикционный эффект, можно предполагать, что использование динамического поля подмагничивания существенным образом влияет на эффективную подвижность магнитных доменов (т.е. изменяет динамическую магнитную восприимчивость материала). Установлена возможность проводить контроль при меньших значениях подмагничивающего поля, а следовательно, снизить массогабаритные размеры магнитной системы.Таким образом, в ходе проведенных исследований установлено наличие и произведена оценка величины эффекта динамического подмагничивания (увеличение амплитуды сигнала принятого ЭМА методом акустического импульса). Использование данного метода позволит повысить качество ЭМА контроля за счет создания более эффективных ЭМА преобразователей. Поскольку величина обнаруженного эффекта существенно зависит от марки стали, можно предположить его возможное применение в методах экспресс-анализа, оценки структурного и напряженного состояний

Study of effects of deformation in Nb3Sn multi filamentary strands

In the process that leads a flawless Nb{sub 3}Sn round strand to become part of a Rutherford cable first, and of a coil next, the same cabling process affects strands of different kinds in different ways, from filament shearing to subelement merging to composite decoupling. Due to plastic deformation, after cabling the filament size distributions in a strand usually change. The average filament size typically increases, as does the width of the distribution. This is consistent with the low field transport current of strands in cables being typically lower and less reproducible than for round strands [1]. To better understand the role of filament size in instabilities and to simulate cabling deformations, strands to be used in cables can be tested by rolling them down to decreasing sizes to cover an ample range of relative deformations. A procedure is herein proposed that uses both microscopic analysis and macroscopic measurements of material properties to study the effects of deformation

Оценка неравномерности упругих свойств листов из закрытоячеистых пенополиолефинов акустическим методом

The widespread use of polyolefin foams in strategically important industries is due to their high thermal, sound and vibration insulation properties. The aim of the work was to evaluate the non-uniformity of elastic properties over the area of sheets of polyolefin foams of various types using the acoustic non-contact shadow amplitude method of testing and confirmation by the structural analysis method.The article presents the developed installation and a new method of non-contact acoustic testing of sheets made of closed-cell polyolefin foams based on recording the amplitude of the pulse that passed through the sheet and allowing to assess to the unevenness of its elastic properties during scanning. Studies of uneven elastic properties were carried out on sheets of closed-cell polyolefin foams of the ISOLON 500 and ISOLON 300 brands which differ in material and manufacturing technology (technique of cross-linking, method and multiplicity of foaming).It is shown that the absolute amplitude of the signal and its spread relative to the average value is affected by the structure of the foam polyolefin material and its heterogeneity over the area of the studied sheet determined by the production technology which is confirmed visually using microscopy.Studies have shown the effect on the indications unevenness of the method of obtaining and the apparent density of the material. It is shown that the most uneven elastic properties and structure belong to sheets of polyolefin foam obtained by chemical cross-linking technology (the unevenness of Δ was 6.5 %). Among the physically cross-linked sheets of polyolefin foam the most uniform in structure and elastic properties are samples made of ethylene vinyl acetate with Δ = 3.8 %, as well as sheets with a high foaming rate (Δ = 3.9 %). The unevenness of structure of the studied sheets of polyolefin foams was confirmed by optical microscopy of sections in two mutually perpendicular directions.Широкое использование пенополиолефинов в стратегически важных отраслях промышленности обусловлено их высокими тепло-, звуко- и виброизоляционными свойствами. Целью работы являлась оценка неравномерности упругих свойств по площади листов пенополиолефинов различных типов с использованием акустического бесконтактного теневого амплитудного метода контроля и подтверждением методом структурного анализа.Разработаны установка и новая методика бесконтактного акустического контроля листов из закрытоячеистых пенополиолефинов, основанная на регистрации амплитуды импульса, прошедшего сквозь лист, и позволяющая оценить неравномерность его упругих свойств в процессе сканирования. Исследования неравномерности упругих свойств проведены на листах из закрытоячеистых пенополиолефинов марки ISOLON 500 и ISOLON 300, различающиеся материалом и технологией изготовления (способ сшивки, метод и кратность вспенивания).Показано, что на абсолютную амплитуду сигнала и её разброс относительно среднего значения влияет структура материала пенополиолефина и её неоднородность по площади исследуемого листа, определяемая технологией производства, что подтверждено визуально с использованием микроскопии. Исследования показали влияние на неравномерность показаний способа получения и кажущейся плотности материала. Показано, что наиболее неравномерные упругие свойства и структуру имеют листы из пенополиолефинов, полученных по технологии химической сшивки (неравномерность Δ составила 6,5 %). Из физически сшитых листов пенополиолефинов наиболее равномерными по структуре и упругим свойствам являются образцы, изготовленные из этиленвинилацетата с Δ = 3,8 %, а также листы с высокой кратностью вспенивания (Δ = 3,9 %). Неравномерность структуры исследованных листов пенополиолефинов подтверждена оптической микроскопией срезов в двух взаимно перпендикулярных направлениях

Field Quality Measurements in a Single-Aperture 11 T Nb3Sn Demonstrator Dipole for LHC Upgrades

n/