2021 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙機搭載に向けた磁気クロークの多層化および磁気遮蔽能力の向上
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19K15204
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
長崎 陽 東北大学, 工学研究科, 助教 (60823747)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 磁気クローク / 超電導磁気シールド / 高温超電導 / 放射線シールド / 宇宙応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、宇宙機用磁気シールドシステム構築を目的として、磁気クロークの磁気遮蔽能力の向上を図り、磁気シールド技術の確立を目指す。本年度は、磁気遮蔽にとって理想的な超電導バルク体による遮蔽電流分布から着想を得た無絶縁型多層超電導シールドを提案し、磁気遮蔽率向上を達成した。また、宇宙機内においてシールドを支持する構造に関しても検討を行った。
従来の絶縁型超電導シールドに対して層間絶縁を採用しないことで層間にも電流パスが生じ、遮蔽電流が分布する。そこで実際に層間にも電流パスが生じているか確認するため、絶縁型と無絶縁型の超電導シールドの遮蔽特性を実験的に比較し、無絶縁型は絶縁型と比較して遮蔽率が非常に高くなることを実証した。次に、無絶縁型超電導シールドの遮蔽性能を向上させるために、磁気クローク構成の検討を行った。無絶縁型超電導シールドはモデルが複雑かつ未確立であることから超電導バルク体による遮蔽電流解析を行い、その結果を参考に、無絶縁型超電導シールドの構成を検討した。その結果、超電導線材の超電導層同士を対向させ、構造を多層化させることで無絶縁型超電導シールドは超電導バルク体と同等の遮蔽特性が達成可能であることを示した。また、解析と同様の構成で無絶縁型多層超電導シールドを制作し、シールド中心部において99.9 %の遮蔽率が達成可能であることを実証した。以上より、超電導線材の超電導層同士を対向させた2層の超電導シールドを一つの組として、その超電導シールドを多積層化させることで超電導シールドの遮蔽特性の大幅な向上が可能であることを明らかにした。
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