2016 Fiscal Year Research-status Report
熱暴走に対する自己保護機構をもつ半絶縁高温超伝導コイルの開発
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16K20898
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
土屋 雄司 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50736080)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高温超伝導 / 臨界電流密度 / 熱暴走 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低炭素社会の実現に向け、高温超伝導コイルによる発電・貯蔵エネルギーシステムの開発が急務である。特に、冷凍機冷却によって、液体ヘリウムを用いない資源枯渇に対応した冷却システムにおける運用が期待されており、従来の低温超伝導コイルに比べ、飛躍的に高磁場における運用も期待されている。しかし、高温超伝導コイルは熱暴走により焼損するという欠点があり、その検出は非常に困難である。高温超伝導コイル熱暴走による焼損に対する保護方法としては、巻線ターン間の絶縁をしない無絶縁コイルによる自己保護が提案されているが、この手法は磁場安定性が低い欠点を持つ。そこで、本研究では、ターン間に半金属や半導体を用いた半絶縁コイルを提案し、磁場安定性・熱的安定性の両立した高温超伝導コイル機構の開発を目指す。
本年度は、高温超伝導コイルの特性評価に向けた超伝導特性評価装置の立ち上げと、熱電磁気数値解析に向けた数値計算システムの立ち上げを行なった。また、高温超伝導コイルの要素開発として半金属はんだ接合した高温超伝導線材における超伝導特性評価を行なった。具体的には、(1)試料作製として、希土類系高温超伝導REBCO線材の作製、市販の高温超伝導(Y,Gd)BCO線材の半金属はんだ接合、(2)試料評価として、200A級超伝導線材の特性評価装置の立ち上げ、市販の高温超伝導(Y,Gd)BCO線材の評価、(3)熱電磁数値計算のため、有限要素解析ソフトCOMSOLによる数値計算システムの立ち上げを行った。結果として、(1)はんだ付けによる高温超伝導線材の劣化がないことを確認し、(2)仕様書通りの高温超伝導線材の超伝導特性を確認し、(3)計算システムの立ち上げを行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
追加で有限要素解析ソフトの計算モジュールを購入する必要があるため
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度には、小型の半絶縁高温超伝導コイルの試作と、コイル特性試験を行い、熱的安定性の検証を行う。また、平成28年度に得られた線材の要素特性と立ち上げた計算システムを用いて、高温超伝導コイルにおける熱暴走の数値計算と、構造の最適化を行う。
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| Causes of Carryover |
希望購入物品の金額を下回っていたため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究の遂行に必要な物品を購入する
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[Journal Article] Anomalous anisotropy of critical currents in (Sr, K) Fe2As2 tapes2017
Author(s)
S. Awaji, Y. Nakazawa, H. Oguro, Y. Tsuchiya, K. Watanabe, Y. Shimada, H. Lin, C. Yao, X. Zhang, Y. Ma
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Journal Title
Supercond. Sci. Techniol.
Volume: 30
Pages: 035018
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Design and test results of a cryogenic cooling system for a 25T cryogen-free superconducting magnet2017
Author(s)
M. Takahashi, S. Iwai, H. Miyazaki, T. Tosaka, K. Tasaki, S. Hanai, S. Ioka, H. Takigami, K. Watanabe, S. Awaji, H. Oguro, Y. Tsuchiya
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Journal Title
IEEE Trans. Appl. Supercond.
Volume: 27
Pages: 4603805
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Effect of Nano-rods on Vortex Pinning State in BaHfO3 doped SmBa2Cu3Oy Films Deposited by Low Temperature Growth Technique2016
Author(s)
Y. Tsuchiya, S. Awaji, S. Miura, Y. Doki, Y. Ichino, and Y. Yoshida, K. Matsumoto, Teruo Izumi, K. Watanabe
Organizer
Applied Suerconductivity Conference 2016
Place of Presentation
Colorado Convention Center, コロラド, 米国
Year and Date
2016-09-04 – 2016-09-09
Int'l Joint Research
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[Presentation] BHO導入EuBCO線材の広範な温度、磁場における臨界電流特性2016
Author(s)
鈴木 匠, 高崎 建, 井上 昌睦, 小野寺 優太, 今村 和孝, 東川 甲平 （九大）； 衣斐 顕, 吉田 朋, 和泉 輝郎 （SRL）； 土屋 雄司, 淡路 智, 渡辺 和雄 （東北大）； 木須 隆暢 （九大）
Organizer
2016年度春季低温工学・超電導学会
Place of Presentation
タワーホール船堀、東京
Year and Date
2016-05-30 – 2016-06-01
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