高電磁応力状態におけるBi系高温超伝導テープ材の超伝導特性

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650363
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 渡辺 和雄 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30143027)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 淡路 智 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (10222770)
• Keywords: Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_<10> / 高温超伝導体 / 銀シース超伝導テープ材 / 電磁応力 / 機械的特性 / 臨界電流 / 高温超伝導マグネット / 強磁場

Research Abstract

超伝導マグネットとしては22Tまでの磁場発生が従来型のNb_3Snを用いて実現されていて、超伝導特性的にはNb_3Snの限界に近いところにきている。この時の電磁力は150〜170MPa程度である。30T超伝導マグネットの電磁応力レベルは300〜350MPaと考えられる。
アメリカ合衆国や我が国の研究機関でNMR用の強磁場用高温超伝導マグネット開発研究が始まっている。NMRはまさに強磁場の必要性が明瞭で高分解能が得られるために、1GHz以上を目指して25T級超伝導マグネット開発用の小コイルテストが報告されている。しかし、これまでそのコイルに用いられた銀シースBi系高温超伝導線の機械的耐力はわずか80MPa程度でしかなく、強磁場発生の観点からはほど遠い研究状況にある。したがって、本研究のように実用的な高電磁応力状態を調べる意義は極めて大きい。
金研の強磁場センターに設置してある31Tのハイブリッドマグネットは外側が360mm直径の室温ボアに12Tを発生できる超伝導マグネットで、その内側に8MWで19Tを発生する水冷マグネットが組合されている。この内側の水冷マグネットを取り除くことによって大口径・強磁場超伝導マグネットとして用いることができる。AgシースBi系高温超伝導テープに補強と安定性を兼ねたAg-Cuテープを供巻きし、190MPaまでの高磁場応力試験に世界で初めて成功した。

Research Products

• [Publications] K.Watanabe: "High Field Characteristics of Critical Current Densities in High-T_c Superconducting Films and Wires" Sci.Rep.RITU. A42. 371-373 (1996)
• [Publications] K.Watanabe: "Current Carrying Properties of High-T_c Bi_2Sr_2CaCu_3O_8 Tapes in a Large Electromagnetic Stress State" ASC'96, Pittsburgh. (1996)