Рисунок 2 – Внешний вид магнита с масляным охлаждением соленоида с диаметром рабочего отверстия 60 мм.

Для создания магнитных полей большей индукции необходимо, чтобы магнит работал на больших плотностях тока (порядка 100 А/мм²). На таких плотностях тока способны работать только сверхпроводящие электромагниты (криомагниты).

Заливной (жидкостный) криомагнит показан на рисунке 3. Катушка, в качестве сверхпроводника в которой, применяется многожильный ниобий-титановый (NbTi) эмалированный кабель, находится в наполненной жидким гелием емкости. Гелиевая емкость, в свою очередь, размещается в азотном экране с азотной емкостью, наполненной жидким азотом. Гелиевая емкость и азотная емкость с экраном не имеют контакта между собой. Температура кипения жидкого гелия составляет 4.2º К, жидкого азота – 77º К. Переход NbTi кабеля в состояние сверхпроводимости происходит при температуре 9.2º К. Для предотвращения теплообмена с атмосферой конструкция размещается в вакуумный криостат. Механическая подвеска гелиевой емкости с соленоидом, заливка хладагентов и ввод электрического тока в соленоид производятся с помощью специальных конструкций, обладающих низкой тепловой проводимостью. При работе заливные криомагниты испаряют хладагенты и нуждаются в регулярной заливке жидким гелием и азотом. Заливка проводится с целью поддержания необходимого уровня погружения сверхпроводящей катушки в низкотемпературную среду и поддержания экрана при азотной температуре. Дополнительно катушка охлаждается за счет испаряющегося газообразного гелия, имеющего температуру, близкую к температуре кипения. Также испаряющийся газ отводит тепло от токовводов и подвески, что существенно понижает теплоприток даже в неоптимизированных конструкциях.

а	б
Рисунок 3 а, б Схема и внешний вид заливного криомагнита 1 - катушка из NbTi проводника; 2 – токовводы; 3 – гелиевая ёмкость; 4 – азотная ёмкость; 5- трубки для сбора газообразного гелия; 6 – вакуумный объём

В настоящее время НПП «Гиком» две модели жидкостных криомагнитов, отраженные в таблице 1. GCM-4 применяются для гиротронов с рабочей частотой в диапазоне 28 – 105 ГГц, GCM-6 – в диапазоне 105 – 170 ГГц.

Наиболее современным и удобным в эксплуатации является сверхпроводящий безжидкостный («сухой») магнит, охлаждаемый с помощью криорефрижератора. Криорефрижератор имеет полностью замкнутый рабочий цикл, в котором рабочим телом является газообразный гелий высокой чистоты. В его состав входит компрессор (1), соединенный магистралями высокого и низкого давления (2) с двухступенчатым расширителем (3) (см. рисунок 4).

1 – компрессор; 2 – линии высокого и низкого давления; 3 – расширитель Рисунок 4 Основные элементы криорефрижератора

Гелий по линии высокого давления доставляется к расширителю, находящемуся в теплообменнике, где происходит цикл расширения и холодный гелий снимает тепло с криопанелей. После этого гелий возвращается в компрессор по линии низкого давления для последующего сжатия и охлаждения в компрессоре. Для использования криорефрижераторов требуется лишь система электропитания (трехфазная сеть с напряжением 380 В, потребляемая мощность не более 10 кВт) и водяного охлаждения (расход 10 л/мин).
Для охлаждения сверхпроводящей катушки используется двухступенчатый теплообменник. Первая ступень («азотная криопанель») имеет рабочую температуру порядка 50º К, вторая («гелиевая криопанель») - температуру, близкую к температуре жидкого гелия, порядка 4º К. При этом первая ступень теплообменника используется для охлаждения теплового экрана и снятия теплопритоков с токовводов и подвески (комнатная температура – 50º К), а вторая - для захолаживания непосредственно сверхпроводящей катушки  и отвода оставшихся теплопритоков по токовводам и подвеске (50º К – 4º К). В этом типе магнитов сверхпроводящая катушка размещается в вакуумном объеме, и теплообмен происходит исключительно путем теплопередачи от криопанели через промежуточные элементы к сверхпроводнику.
В настоящее время несколько зарубежных фирм производят криорефрижераторы, обладающие необходимыми параметрами хладопроизводительности. Их применение позволяет отказаться от использования гелиевой и азотной емкостей, что заметно упрощает конструкцию магнитной системы. С другой стороны, возникает необходимость в пропитке соленоида специальным криокомпаундом, являющимся звеном в теплопередаче. Криокомпаунд - компаунд, обладающий сравнительно высокой теплопроводностью, определенным коэффициентом теплового расширения и являющийся электроизолятором.
В НПП «Гиком» спроектирован, изготовлен и испытан безжидкостный криомагнит (см. рисунок 5 и таблицу 2) с использованием криокуллера SRDK-415D производства фирмы SHI-APD Cryogenics.

	Таблица 2 - Параметры безжидкостного криомагнита Максимальная магнитная индукция 2.5 Т Диаметр / расположение рабочего отверстия 64 мм / вертикальное Габариты (диаметр / высота) 550 мм / 635 мм Среднее энергопотребление  ~ 7 кВт Время охлаждения до рабочей температуры 30 часов
Рисунок 5 Общий вид безжидкостного магнита

Для работы с высокочастотными гиротронами на магнитной индукции выше 2.5 Т применяются безжидкостные криомагниты, приобретенные у ведущих производителей – фирма JASTEC (Япония) и CRYOMAGNETICS (США).