2021 Fiscal Year Annual Research Report
Magnet technology development for 50T cryogen-free high temperature superconducting magnet
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18H05248
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
淡路 智 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10222770)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BADEL ARNAUD 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00836017) [Withdrawn]
柁川 一弘 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (10294894)
岡田 達典 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50793775)
高橋 弘紀 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60321981)
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| Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導磁石 / 高温超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度に繰り越した予算で、昨年度までに本研究で新たに開発した「ロバストコイル」構造を採用した、内径68 mm外径約290 mmの実機サイズのパンケーキコイルを24個積層した24積層コイルを作製した。作製したコイルは、490Aで20.7Tの磁場を発生することができる。液体窒素温度で試験した結果、すべてのコイルが110A-175Aの臨界電流を示し、劣化の指標であるIV特性の指数であるn値は20を超えていることから、劣化なしでコイルが作製できたことを示した。本コイルは、実機コイルの半分のパンケーキ数であるが、490Aで20.7Tの磁場を発生することができる。このときの最大電磁力は約352MPaとなり、想定していたアップグレードで30Tを発生した際の最大応力とほぼ同等となる。これによって30 Tアップグレードが可能であることが実証できた。2021年度補正予算により33 T無冷媒超伝導磁石が予算化された。この計画では外挿の金属系超伝導コイルやクライオスタット等を含む全システムの導入となるため、本研究成果を33 T無冷媒超伝導磁石計画に活用することができることとなった。
さらに、40 T以上の磁場発生には、コイル補強が必要である。そこで、REBCOテープに用いられているハステロイテープ基材を補強と絶縁をかねて用いる方法を考案した。現状の設計に、ハステロイ補強絶縁を適用するだけで、REBCOテープの応力限界以下で37 Tの磁場発生が可能であると試算された。2022年度にスタートした33 T無冷媒超伝導磁石では、外挿金属系超伝導磁石の内径を、現在の300 mmよりも大きい320 mmとすることが決まっており、これを用いることで更なる自由度でコイル最適化が可能となる。将来的には、40 Tを超えるユーザーマグネットへと展開できると考えている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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