制御熱核融合のための超伝導・低温技術の体系的応用に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694188
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 佐藤 隆 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (80225961)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 修一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (50249968) ; 西村 新 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60156099) ; 三戸 利行 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (10166069) ; 住吉 文夫 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20136526) ; 今川 信作 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (10232604)
• Keywords: 大型超伝導コイルシステム / 超流動ヘリウム冷却 / 高温超伝導材料 / 超伝導コイルの電源制御 / 制御熱核融合 / 極低温用構造材料 / 超伝導送電 / 核融合装置工学

Research Abstract

制御熱核融合を実現するためには、その巨大な磁場を創出するため、大型超伝導コイルシステムとその冷却、維持のための低温工学が必須であり、核融合装置工学の一部として、その体系化ならびに体系的応用が切望されている。本研究では、主として、大型超伝導コイルシステム、超流動ヘリウム冷却を含む大型ヘリウム冷却システム、高温超伝導材料の電流導入部や送電技術への応用、超伝導コイルの電源制御、極低温用構造材料の機械的特性評価に大別し、調査研究を実施した。
現在建設中の大型超伝導コイルシステムとしてWendelstein 7-Xが上げられる。50個の非平面コイルと20個の平面コイルはすべて超伝導コイルであり、ドイツのカールスルーエ研究所ならびにフランスのサックレー研究所ですべてのコイルの超伝導特性が検査される予定である。大型ヘリカル装置の大型超伝導コイルシステム建設の経験を踏まえ、より効率的な冷却、運転シナリオを作成中である。
Bi系やYBCOなどの高温超伝導材料の開発は精力的に進められており、Ag(もしくはAg合金)シースのBi2223などの線材が安定して供給されるようになっている。大型コイルへの適用は、その機械的特性ならびに超伝導特性から、容易ではないが、超伝導電力送電への適用は有望である。YBCOの薄膜作成技術はかなり困難を極めており、3μ程度の薄膜が安定して作製されるようになることが望まれる。今後の大型制御熱核融合装置への適用は、電流導入部ならびに送電部に有用であり、その大容量化が進められるものと思われる。