| Project/Area Number |
22K20430
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Wu Zeyu 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (40962147)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 電流輸送特性 / 磁気顕微法 / 超低電界領域 / 高温超伝導線材 / 非破壊・非接触計測 / モデリング / 低電界領域 |
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| Outline of Research at the Start |
高温超伝導テープ線材は定常高磁界の発生や交流モーター等への応用が期待されている。しかしながら、幅広のテープ形状に起因して、コイルによる磁場発生時に超伝導テープ面内に大きな遮蔽電流が誘起される。遮蔽電流の挙動は、線材の電流輸送特性：電界―電流密度（E-J）特性に帰結されるが、運転時の線材に誘起される電界は10-12 ～ 10-2 V/mと10桁に亘るほど広く、温度や磁界、更に磁界の印加角度なども大きく異なることから、線材の輸送可能な電流密度が複雑に変化する。本研究では、実用環境下の特性を計測すると共に、物理モデルを導入した深層学習によってE-J特性の高精度なモデリングを実現しようとするものである。
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| Outline of Final Research Achievements |
High-temperature superconducting tapes are potential for AC and DC applications, which correspond to a wide-range of electric-field window from 10-2 ~ 10-11 V/m. In this study, we developed the method of operando measurement and modeling for current transport properties with a wide-range window of electric-field.
We carried out integrated measurements, including current-voltage transport measurements by four-probe method, and dynamics of magnetic field by time-resolved magnetic microscopy. We finally succeeded in obtaining electric-field versus current-density characteristics with continuous electric-field window from 10-2 ~ 10-11 V/m.Besides, the measurement results could also be described by a numerical model considering the statical behaviours of magnetic flux very well. These achievements support that this research has succeeded in building fundamental technique to clarify current transport properties with a wide-range window of electric-field.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
MRIやNMRの高磁界直流マグネットや核融合炉用大型マグネット、さらに交流モーター用巻線など、直流から交流に至る複雑な実用環境におかれる際に、高温超伝導線材の電磁現象を理解するのに広い電界領域に亘る電流輸送特性の解明が不可欠となる。本研究によって、10-2 ~ 10-11 V/m電界領域における電流輸送特性の実測およびそのモデリングにかかる手法を開発した。また、特定な応用環境に対応した材料開発のためにも基盤技術という位置づけとして重要な貢献が期待できる。
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