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

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K14691
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 小野寺 優太 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (70823847)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 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

Outline of Annual Research Achievements

核融合炉用超伝導マグネットには大電流容量の導体が必要であり、高温超伝導（HTS）線材を束ねたHTS導体の研究開発を進めている。導体を構成する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線材の通電特性把握した上で、最適な大電流HTS導体を設計・試作する。そして、導体の通電特性を評価するとともに、磁化測定を用いた新たな導体評価技術を開発し、欠陥検出および電流偏流の挙動を明らかにすることで、製作技術にフィードバックをかけ、大電流HTS導体の製作・評価技術の確立を目的とする。
最終年度は、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装置の製作を行った。HTS線材の通電特性を評価するための信号取得部分に用いる鞍型ピックアップコイルの製作において、最終段階で断線する問題が発生しコイルの巻き直しを行った。そのため、年度終わりにようやく磁化測定プローブのコイル製作および回転ステージの製作が完了した。
期間全体を通じて、当初の目的である回転・ベクトル測定機構付磁化測定プローブを用いた評価装置を活用するには至らなかったものの、HTS線材の磁場強度および磁場印加角度依存性を評価する装置を製作し、通電特性を評価した。また、磁化測定を応用することで、転流の振る舞いを評価するための装置の製作や欠陥検出手法の検討を行った。それらの検討と並行して導体の試作と通電特性の評価を実施した。したがって、HTS導体の試作にともなってHTS導体を製作する上で必要不可欠な評価技術の基盤技術を整えることが出来た。