2018 Fiscal Year Final Research Report
Development of mineral insulated high field superconducting magnet for next generation particle physics experiment
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16H06008
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
Iio Masami 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 研究機関講師 (00469892)
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| Research Collaborator |
OGITSU Toru 高エネルギー加速器研究機構
NAKAMOTO Tatsushi 高エネルギー加速器研究機構
YOSHIDA Makoto 高エネルギー加速器研究機構
SUGANO Michinaka 高エネルギー加速器研究機構
SUZUKI Kento 高エネルギー加速器研究機構
YANG Ye 九州大学
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超電導工学 / 加速器 / 素粒子 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Next-generation particle physics experiments require 20 T class magnets operated in high radiation environments exceeding 100 MGy. However, existing superconducting magnet technology cannot reach it. The purpose of this research is to challenge the development of new superconducting magnet technology through the basic development research of mineral insulation using REBCO wire which is a high temperature superconductor. We succeeded in forming about 0.025 mm thick ceramic film on REBCO surface by applying ceramic coating technology. It has a withstand voltage of more than 2 kV, and no degradation of the superconducting performance is confirmed by measurement of critical current. In addition, a radiation resistant pulse-tube cryocooler made on a trial basis, and the cooling test has confirmed the expected cooling capacity. From the above, the prospect of realizing a mineral insulated superconducting magnet based on REBCO has been established.
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| Free Research Field |
超伝導工学 素粒子実験
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
電気絶縁の技術は磁石製作において非常に重要であり、現在の超電導磁石はエポキシ等用いた有機材料により絶縁処理されている。しかし、有機材料は、高分子鎖の間の架橋と分子鎖の切断、および二重結合等の不飽和結合の増大による機械強度の劣化が10 MGyより顕著になる。本研究ではセラミックコーティングにより無機的な電気絶縁の実現性を示した。これにより放射線に強い超電導磁石の実現の可能が出てきた。また、高温超伝導体のREBCOを使うことで、現行のNbTi磁石よりも高磁場を得ることができるだけでなく、超電導状態を維持できる温度が飛躍的に向上するため、放射線による発熱に対しても高い温度マージンを確保できる。
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