中科院近代物理研究所提出的国家“十二五”重大科技基础设施——强流重离子加速器装置(High Intensity Heavy-Ion Accelerator Facility,简称“HIAF”),其增强器BRing计划采用超导磁铁的方案。由于BRing磁铁将工作在快脉冲循环模式下,线圈必须使用电缆绕制以减少匝数从而降低磁铁电感。通过比较几种常用超导电缆的性能,最终选择液氦内冷电缆作为HIAF快脉冲超导磁铁线圈的导体。超导电缆的研制是HIAF快脉冲超导磁铁研制的基础,其性能的优劣直接决定了磁铁的性能。液氦内冷超导电缆是将多根超导线缠绕在无缝铜镍管上,并用镍铬丝捆扎固定,外层包裹聚酰亚胺带和玻璃丝带进行绝缘的电缆。相对于液氦浸泡的冷却方式,该电缆通过流经铜镍管内部的液氦进行迫流冷却,所需液氦量少且冷却效率高。超导电缆工作在变化的磁场中或传输变化的电流时,将产生交流损耗。文中对液氦内冷电缆的交流损耗进行了分析,得出计算交流损耗的公式。作为电流的实际载体,超导线的性能在很大程度上决定了电缆的性能。为了获得高临界电流和低交流损耗的电缆,我们研制了三种不同类型的超导线,通过测试其临界电流和交流损耗,选用一种高性能的超导线来绞制电缆。论文的另一个重点研究内容是液氦内冷电缆的运行稳定性。文中依据几种不同的稳定化理论,得出电缆稳定运行的最大电流,并借助数值软件THEA计算了HIAF快脉冲超导磁铁电缆的稳定性裕度,模拟了电缆的失超过程。首次在国内研制了两百米长的液氦内冷超导电缆,并掌握了电缆的制造工艺及流程,制定了电缆加工各环节的执行规范,为后续电缆的批量加工提供研制经验。对三种超导线的临界电流以及磁滞损耗进行了测量,结果表明临界电流达到了设计值,而磁滞损耗略大于计算值。通过自主研制的电缆临界电流测量装置,对电缆的临界电流进行了初步测试。在3 T背景磁场下测得电缆的电流为15 kA时,电缆并未失超,表明电缆的临界电流高于15 kA,也说明电缆基本满足运行要求。