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核融合応用に向けた二ホウ化マグネシウム超伝導線材の高性能化

Research Project

Project/Area Number 18760644
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nuclear fusion studies
Research InstitutionNational Institute for Fusion Science

Principal Investigator

菱沼 良光  National Institute for Fusion Science, 炉工学研究センター, 助教 (00322529)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords核融合 / MgB_2 / パウダーインチューブ / Cu添加 / 低誘導放射化 / コイル化 / 高温特性 / 電力応用 / MgB2 / 超伝導特性
Research Abstract

昨年度の研究成果として、Mg_2Cu化合物を用いたCu添加MgB_2/Ta超伝導線材において従来よりも格段に低い温度での合成に成功し、ナノスケールのMgB_2相が生成した。結果、8Tで100A/mm^2以上の臨界電流密度を実現し、中低磁場領域における大幅な特性改善を達成した。また、Taシースとの界面反応が見られず、多芯線材としてのバリア材の見通しを得た。低誘導放射化特性に有利なMgB_2とTaによる線材化が可能である事が示唆された。19年度はこれらの結果を元に、工業的な長尺化及びコイル化を検討した。12mmφのMgB_2/Ta/Cu複合体から、途中断線無く最終線径1.2mmの線材化に成功し、工業的な生産が可能であることが示唆された。この長尺線を用いて小型コイルを作製した。4.2K中でのコイル通電試験の結果、短尺試料と比較して約90%のコイル電流が可能で、長尺線長手方向の特性が均一である事が示された。以上の結果から、本研究で開発されたMg_2Cu相によるCu添加MgB_2超伝導線材は、中低磁場領域で大きな優位性を持ち、工業的に生産可能な段階であることが分かった。
昨今、地球温暖化対策に向けたエコロジーが叫ばれており、温暖化ガスを発生しないエネルギー開発が盛んになっている。石油・石炭に変わる代替源として液体水素が注目されている。液体水素は20Kの沸点温度であるが、MgB_2超伝導線材はすでにその温度では超伝導状態であることから、液体水素とMgB_2超伝導線材のハイブリッドエネルギー供給が可能である。従って、本線材の20K下での超伝導特性の把握は今後の応用に重要であるので、4.2K以上の温度領域下での超伝導特性を調査した。測定温度の上昇に伴って臨界電流値は低下したが、20K及び1Tの外部磁場の条件下で100A以上の臨界電流値が得られた。水素化社会に対応した電力送電ケーブルの線材として十分な特性を有している事が示された。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Superconducting properties and microstructure of MgB_2 wires synthesized with Low temperature diffusion process2007

    • Author(s)
      Y. Hishinuma
    • Journal Title

      Superconductor Science and Technology 20

      Pages: 1178-1183

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superconducting Properties of Mg_2Cu-Doped MgB_2 Wires with Several Metal Sheath for Fusion Reactor Application2007

    • Author(s)
      Y.Hishinuma, et al.
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Appl. Supercond. (In Press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 低温拡散により作成したMgB_2超伝導線材の高温における超伝導特性2007

    • Author(s)
      菱沼良光
    • Organizer
      2007年度秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      宮城県民会館
    • Year and Date
      2007-11-20
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 低温拡散反応によるMgB_2線材及び小コイルの作製2007

    • Author(s)
      菱沼良光
    • Organizer
      2007年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      2007-05-16
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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