大型超伝導システム構築のための超伝導・低温工学の実応用に関する研究

• Project/Area Number: 08044182
• Research Category: Grant-in-Aid for international Scientific Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: Joint Research
• Research Field: Nuclear fusion studies
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 佐藤 定男 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20235344)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 修一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (50249968) ; 西村 新 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (60156099) ; 佐藤 隆 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80225961) ; 棚橋 秀伍 核融合科学研究所, 安全管理センター, 教授 (30023683) ; 三戸 利行 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (10166069) ; KOMAREK P. カールスルーエ研究所, 物理技術研究, 所長 ; MAURER W. カールスルーエ研究所, 主任研究員 ; 住吉 文夫 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20136526) ; 新富 孝和 高エネルギー物理学研究所, 低温センター, 教授 (10016082) ; 平林 洋美 核融合科学研究所, 安全管理センター, 教授 (90013383) ; 竹尾 正勝 九州大学, 大学院システム科学研究科, 教授 (70037951) ; 岩本 晃史 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00260050) ; 本島 修 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60109056) ; ULBRICHT A. カールスルーエ研究所, 主任研究員 ; GRIEGER G. マックスプランクプラズマ物理研究所, 副所長 ; 力石 浩孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (60249969) ; 田村 仁 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (20236756) ; 今川 信作 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (10232604) ; 柳 長門 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (70230258) ; 高畑 一也 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (10216773) ; SHEN S.S. ローレンスリバモア国立研究所, 超伝導部門, リーダー ; MONTGOMERY D マサチューセッツ工科大学, プラズマ核融合センター, 主幹 ; PFOTENHAUER J. ウイスコンシン大学, 教授 ; VAN Sciver S 国立高磁場研究員, 主任研究所 ; PERIN R. CERN, マグネット部門, リーダー ; VECSEY G. ポール, シェラー研究所・超伝導部門, リーダー ; RIZZUTO C. ジェノバ大学, 教授 ; BAYNHAM D.E. ラザフォード研究員, 主任研究所 ; NYLAS A. カールスルーエ研究員, 主任研究所 ; TURCK B. カダラッシュ国立研究所, 超伝導部門, リーダー
• Project Period (FY): 1996 – 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥8,200,000 (Direct Cost: ¥8,200,000); Fiscal Year 1997: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000); Fiscal Year 1996: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000)
• Keywords: 大型ヘリカル装置 / 核融合 / 超伝導導体 / 超伝導コイル / 低温システム / 低温構造体 / 加速器 / 超流動ヘリウム / 低温構造材料

Research Abstract

本研究は、超伝導の核融合装置等への大型応用にあたり、大型超伝導システムを実際に開発し運用した実績のある国内外の研究者が国際共同研究を行って超伝導・低温工学の実応用での問題点、その克服方法、今後の課題等について経験を交換し、これを詳細に検討・評価することにより、それらを超伝導システム光学として体系化することを目的としている。平成9年度の共同研究も昨年度に引き続き各研究機関に既存の超伝導システムに関して調査研究を行い、超伝導・低温工学の実応用の観点から多くの問題点を抽出しこれらを体系的に分析整理した。米国ではポートランドに於ける超伝導・低温工学と低温材料に関する国際会議(ポ-ツマス)において参加各国の研究者、技術者と本研究課題に関して討議を行った。また国立強磁場研究所(NHMFL)、国立技術標準局(NIST)、マサチューセッツ工科大学、国立ローレンス・バークレー研究所(LBL)における超伝導の応用技術について調査を行った。サンディエゴでは国際熱核融合実験施設ITER用超伝導コイルの米国側の開発設計状況について調査した。中国科学院等離子物理研究所では核融合装置HT-7の超伝導コイル及び冷却システムについて研究者と調査討論を行った。カ-ルスルーエ物理工学研究所並びにマックスプランク・プラズマ物理研究所とは昨年度に引き続き、超伝導マグネットの応用技術について討論した。特に核融合科学研究所が進める大型ヘリカル装置が建設を終了して平成9年度末からその世界最大の超伝導コイルシステムが稼働に入るため、その運用における問題点、検討案件について研究するほか、過去に大型超伝導システムであるLCTコイル、現在、開発設計段階にあるW7-Xの開発研究担当者を招へいし、実際の運用の場において具体的な情報交換と討議を行い、超伝導の実応用のための様々なノ-ハウを収集、蓄積することができた。LHDの大型超伝導システムの運用はまだその著についたばかりであり、そこから本研究に多くを編入することはできず今後の追加研究課題となるが、2カ年にわたる国際共同研究の結果、将来に寄与できる貴重な資料を得ることができた。

Research Products

• [Publications] A.Nishimura et.al: "Fractur Touqhness Evaluation at Cryogenic Temperature by Round Rar with Circumferential Notch" Proceedings ICMC '97 Porttand USA. 8- (1997)
• [Publications] A.Nyilas et.al: "Fracture Mechanical Investigations of Non Aged and Aged Structural Materials with EDM-Notched Round Bars at TK" ibid.8- (1997)
• [Publications] S.Yamada et.al: "Desigu and Components Test Results of the Superconducting Current Feder System for the LHD" Fusion Technology 1996 SOFT Lisbon. 1023-1026 (1997)
• [Publications] K.Takahata et.al: "Hydrauric Characteristics and Stability for the Experiments on a Single Inner Vertical Coil (EXIV) for LHD" Proceedings ICEC '96 Kitakyushu. Part 2. 739-742 (1996)
• [Publications] T.Mito et.al: "Development of a Cryogenic System for the Large Helical Device" Proceedings CEC '97 Portland USA. 8- (1997)
• [Publications] N.Yanagi et.al: "Measurment of time Constants for coupling losses in the LHD Supercovductors" Proceedings ICEC '96 Kitakyushu. Part 2. 1253-1256 (1997)
• [Publications] 本島 修 ほか: "小特集「大型ヘリカル装置のための超伝導装置の開発と製作」" プラズマ核融合学会誌 Vol 72 No 12, 50 (1996)
• [Publications] 本島 修 ほか: "特集「大型ヘリカル装置の超伝導システム」" 低温工学協会 低温工学 Vol 32 No 11, 90 (1997)