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LHCルミノシティーアップグレードのための高磁場超伝導マグネットの開発

Research Project

Project/Area Number 20025008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

土屋 清澄  High Energy Accelerator Research Organization, 超伝導低温工学センター, 教授 (20044787)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹内 孝夫  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料センター, グループリーダー (80354299)
山本 明  , 超伝導低温工学センター, 教綬 (30113418)
中本 建志  , 超伝導低温工学センター, 准教授 (20290851)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥6,700,000 (Direct Cost: ¥6,700,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Keywords加速器 / 素粒子実験 / 超伝導材料 / 超伝導マグネット / Nb3A1超伝導線 / 超電導マグネット
Research Abstract

LHCルミノシテイーアップグレード用高磁場マグネットの開発のための線材としてNb3A1線材の開発を進めた。具体的には、磁気的不安定性を押さえたTaマトリックスNb3A1線材を用いて27本撚りラザフォードケーブル(充填率85%)を試作した後、各素線を取り出して、その超伝導特性を調べた。その結果、1) 素線の臨界電流値は、ケーブル化前後で差はなく、ケーブル化による特性劣化はない、2) 素線のn-値もケーブル化により劣化することはないことがわかった。さらに、素線製作時の断線を減らし、製作の信頼性を上げるため、各種製作パラメータを変えた線材試作研究を行った。その結果を基に前駆体線材(1.35mmφ)を製作したところ、長さ300mの線材を無断線で製作することが出来た。その後、この線材をケーブル製作用に0.7mmφまで伸線加工し、約700mの線材を製作した。これにより、信頼性のある線材製作法がほぼ確立されたと思われる。また、製作過程の各段階における線材寸法についても調査し、最終線径は2~3μm(標準偏差)の精度で製作出来ることが確認できた。
製造工程を簡略化したNb3A1線材の試作研究では、線材の製作は問題無くでき、伸線性も良好であることが明らかとなった。然し乍ら、急熱急冷処理で加熱が安定して行えないと言うトラブルが発生した。その調査の結果、フィラメント外周部のTaバリア厚が十分でなかったことなどが判明し、今後、この種の線材製作を行う上での重要事項が明らとなった。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2009 2008

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Development of Ta-matrix Nb3Al wire for next-generation accelerator magnet2009

    • Author(s)
      K.Tsuchiya et.al.
    • Journal Title

      IEEE Trans.Appl.Superconductivity Vol.19(3)

      Pages: 2674-2677

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and loading test results of 21 T@4.2K magnet using RHQT Nb3Al insert coils2009

    • Author(s)
      T.Takeuchi et al.
    • Journal Title

      IEEE Trans.Appl.Superconductivity Vol.19(3)

      Pages: 2661-2664

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of Cu stabilized Nb3Al strands with low Cu ratio2009

    • Author(s)
      A.Kikuchi et al
    • Journal Title

      IEEE Trans.Appl.Superconductivity Vol.19(3)

      Pages: 2678-2781

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Status and perspective of the Nb3A1 development2008

    • Author(s)
      T. Takeuchi
    • Journal Title

      Cryogenics 48

      Pages: 371-380

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Minimization of the hysteresis loss and low-field instability in technical Nb3A conductors2008

    • Author(s)
      N. Banno
    • Journal Title

      Supercond. Sci. Technol. 21

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] バリア型Cu内部安定化・急熱急冷変態法Nb3Al線材の超伝導特性2009

    • Author(s)
      竹内孝夫, 他
    • Organizer
      2009年度秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      岡山大学創立50周年記念館
    • Year and Date
      2009-11-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Nb3Al strand and cable R&D for 13T Nb3Al/Nb3Sn magnet2009

    • Author(s)
      菊池章弘, 他
    • Organizer
      2009年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 国際会議場
    • Year and Date
      2009-05-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Nb マトリックス RHQ 法 Nb3A1 超伝導線材の開発2009

    • Author(s)
      黒田義隆
    • Organizer
      平成21年 電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      北海道大学高等教育機能開発総合センター
    • Year and Date
      2009-03-17
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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