Proposal for Stabilization and Full Self-Protection of High-Temperature Superconducting Coil Systems for Small Accelerator Applications

• Project/Area Number: 25K01217
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 植田 浩史 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (10367039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金 錫範 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (00287963) ; 井上 良太 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (80881127) ; 石山 敦士 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00130865)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2026: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2025: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
• Keywords: 高温超電導コイル / 安定化 / 加速器

Outline of Research at the Start

本研究では、我々がこれまで取り組んできた空芯超伝導サイクロトロンを対象に、無絶縁超伝導コイルシステムの高磁場・高電流密度化と安定化・完全自己保護法を提案する。対象としているシステムは、NMR、MRIなどは円筒状コイルで回転軸対称であるのに対して、円形・非円形無絶縁コイルの組み合わせたコイル構成がより複雑になっている。このような高温超伝導コイルシステムの安定化・保護設計について理論的手法は確立されていない。従来の低温超伝導マグネット設計の延長で議論されてきた発想を転換し、高温超伝導の広い温度マージンを活かして、高温超伝導の無絶縁導体だからこそ可能な電流制御およびコイル構造・保護法を考える。