2020 Fiscal Year Research-status Report
核融合炉用大電流高温超伝導導体の通電特性の評価と解析
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19K14691
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
小野寺 優太 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70823847)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 高温超伝導導体 / 高温超伝導線材 / 磁化測定 / 欠陥検出手法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉用超伝導マグネットを高磁場化するためには、高温超伝導（HTS）線材を束ねた大電流HTS導体の製作技術の確立が課題である。特にHTS線材の通電特性は、温度・磁場強度・磁場印加角度によって複雑に変化するため正確に把握する必要がある。また、HTS線材自体の品質保証技術は研究され、線材の生産技術として確立してきているのに対し、線材を積層・集合化した導体の品質を検査する方法については、導体そのものが研究開発段階であることから、技術的に確立していない。そこで、本研究では、HTS線材の通電特性をデータベース化するとともに大電流HTS導体を設計・試作する。また、磁化測定を用いた新たな導体評価技術を開発し、導体の通電特性および電流偏流の挙動を明らかにすることで、大電流HTS導体の製作・評価技術の確立を目的とする。
2020年度は、2019年度に有効性を確認した欠陥位置判別手法を導体にも適用するため、超伝導マグネットおよび真空容器の製作を行った。2021年度に組み立てを行い、導体を用いた試験を行う。また、磁化測定によってHTS線材の通電特性を把握するために、14.5テスラの高磁場を励磁可能なマグネットに温度可変機構を備えつけ、サンプル空間の磁場および温度を制御可能であることを確認した。回転・ベクトル測定機構付磁化測定用サンプルホルダーを製作し、HTS線材の通電特性を評価する。さらに、大電流HTS導体の試作および通液体窒素中での電試験を実施し、導体の最適な製作技術の目処を立てた。電流偏流の挙動についても磁気センサを走査させる装置を製作し、挙動を測定する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は、回転・ベクトル測定機構付磁化測定プローブを用いた評価システムを構築し、HTS線材の通電特性を評価するとともに、通電特性のモデリングとデータベース化する予定であった。しかしながら、前年度に引き続き評価システムの構築に必要な高磁場マグネットに温度可変機構を取りつける改良を行う必要があった。そのため、研究計画を修正し、大電流HTS導体の設計・試作と並行して磁化測定を用いた新たな導体評価技術のさらなる開発検討を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、回転・ベクトル測定機構付磁化測定プローブを用いた評価システムを構築し、HTS線材の通電特性を評価するとともに、通電特性のモデリングとデータベース化を開始する。また、磁化測定を用いた導体の欠陥検出手法についても、磁場印可用に超伝導マグネットを使用することで強磁場化し、HTS導体において測定可能な装置を完成させる。さらに、試作したHTS導体の低温・磁場中での通電試験についても実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度は、回転・ベクトル測定機構付磁化測定プローブを用いた評価システムを構築し、HTS線材の通電特性を評価するとともに、通電特性のモデリングとデータベース化する予定であった。しかし、評価システムの構築に必要な高磁場マグネットに温度可変機構を取りつける改良を引き続き行う必要があったため、研究計画を修正し、大電流HTS導体の設計・試作と並行して磁化測定を用いた新たな導体評価技術のさらなる開発検討およびその成果報告のために予算を使用した。
次年度は、従来の研究計画に従って、回転・ベクトル測定機構付磁化測定プローブを用いた評価システムの構築をするために予算を使用する予定である。そして、 HTS線材の通電特性を評価するとともに、通電特性のモデリングとデータベース化を開始する。また、磁化測定を用いた導体の欠陥検出手法についても、磁場印可用に超伝導マグネットを使用し強磁場化することで、HTS導体において測定可能な装置へと発展させるために予算を使用する予定である。
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