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氷が充填された高安定超伝導導体の原理実証

Research Project

Project/Area Number 17656098
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 電力工学・電気機器工学
Research InstitutionNational Institute for Fusion Science

Principal Investigator

妹尾 和威  National Institute for Fusion Science, 炉工学研究センター, 助教 (70370137)

Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords超伝導材料・素子 / 低温物性 / 電気機器工学 / プラズマ・核融合 / 超伝導 / 安定性 / 氷 / 超伝導ケーブル / 超伝導導体 / 極低温 / 熱伝導率 / ケーブル・イン・コンジット導体
Research Abstract

NbTi、Nb_3Sn各々の材料について、多重撚りケーブル導体を製作し、高熱伝導率材料である氷でモールドした場合とモールドしていない場合で、安定性および電磁力を模擬した横圧縮力印加時の劣化を比較した。実験では誘導通電法により数kAの通電を行った。
NbTi導体サンプルに関して、従来の有機樹脂含浸の場合と比較して、氷でモールドすることで、ワイヤーモーションによる不安定が抑制されるのみならず、冷却が確保されるため、安定に通電可能な電流値が増大した。
一方、Nb3_Sn導体に関しては、安定性が確保されるだけではなく、核融合用超伝導マグネットにおいて想定されている横方向圧縮応力、30MPa程度を印加した場合でも超伝導特性の劣化が全くないことを確認した。その後、氷を解凍し同様の圧縮力印加実験を行った結果、通常のモールドを施していない多重撚りケーブル導体と同様の劣化を示すことも確認した。
同時に実施した文献調査により、氷の極低温における熱伝導率はダイヤモンド、あるいはサファイアと比較して遜色がないことが分かった。以上の結果より、超伝導ケーブル導体を局熱伝導率で且つ常温でフレキシブルな氷を用いてモールドすることは、有効であると結論づけられた。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Mitigation of critical current degradation in mechanically loaded Nb_3Sn superconducting multi-strand cable by ice-molding2008

    • Author(s)
      K. Seo, A. Nishimura, Y. Hishinuma, K. Nakamura, T. Takao, G. Nisbijima, K. Watanabe
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research (掲載確定)(Accepted)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of Stability of NbTi Multi-Strand Conductor by Induced-Current Methods2008

    • Author(s)
      K. Seo, A. Nishimura, G. Nishijima
    • Journal Title

      IEEE Trans.on Appli.Supercond (掲載確定)(Accepted)

    • NAID

      10019507991

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mitigation of Critical Current Degradation in Mechanically Loaded Nb_3Sn Superconducting Multi-Strand Cable2008

    • Author(s)
      K. Seo, A. Nishimura, Y. Hishinuma, K. Nakamura, T. Takao, G. Nishijima, K. Watanabe, K. Katagiri
    • Journal Title

      IEEE Trans.on Appli.Supercond (掲載確定)(Accepted)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical current of mechanically loaded Nb_3Sn superconducting multi-strand cable2007

    • Author(s)
      K.Seo, A.Nishimura, Y.Hishinuma, K.Nakamura, T.Takao, G.Nishijima, K.Watanabe, K.Katagiri
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Accepted and to be published in 2007.

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 小特集 磁場閉じ込め核融合炉に向けた超伝導マグネット工学2007

    • Author(s)
      西村新, 妹尾和威, 濱田一弥, 西嶋茂宏, 竹内孝夫, 木須隆暢, 小泉徳潔, 奥野清
    • Journal Title

      プラズマ核融合学会誌 83

      Pages: 30-59

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Comparison of avalanche-like quenches between NbTi and Nb_3Sn cables2006

    • Author(s)
      K.Seo, Y.Hishinuma, A.Nishimura, G.Nishijima, K.Watanabe, K.Nakamura, T.Takao, K.Katagiri
    • Journal Title

      Fusion Engineering and Design 81

      Pages: 2497-2502

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of Stability of NbTi Multi-Strand Conductor by Induced-Current Methods2007

    • Author(s)
      K. Seo, A. Nishimura, G. Nishijima
    • Organizer
      Magnet Technology 20
    • Place of Presentation
      フィラデルフィア・米国
    • Year and Date
      2007-08-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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