2022 Fiscal Year Annual Research Report
Detailed analysis of joining characteristics and establishment of maintenance scenario for remountable high temperature superconducting magnet under irradiation environment
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20H01884
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 悟 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60422078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 仁 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20236756)
西島 元 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (30333884)
松山 成男 東北大学, 工学研究科, 教授 (70219525)
柳 長門 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (70230258)
宍戸 博紀 東北大学, 工学研究科, 助教 (90827792)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 核融合学 / 電磁・マグネット / 高温超伝導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、強磁場・照射特性を踏まえた分割型高温超伝導マグネットの建設・運用・保全シナリオの構築を行うために、1) 強磁場・照射環境を踏まえた接合特性詳細分析、2) 強磁場用超伝導センサー製作とクエンチ検出特性影響因子の解明、3) 放射化計算に基づく分割型高温超伝導マグネット保全シナリオ検討、を行うことを目的とする。本年度の研究実績は以下の通りである。
1) 強磁場・照射環境を踏まえた接合特性詳細分析：REBCO線材内部の層間抵抗率の臨界温度付近までの温度依存性を評価し、REBCO／銀界面付近のREBCOの酸素欠損が抵抗発生に関係している可能性を示した。また、層間抵抗率の磁場方向依存性を10～20 Kで評価し、REBCO層のc軸に平行、垂直の2つの場合で、層間抵抗率に大きな差がないことを確認した。さらに液体窒素冷却ステージを用いてのREBCO線材の陽子線照射を行い、低温照射後の昇温保持時間と臨界電流回復値の関係性を評価し、回復傾向がDPAによって異なることを確認した。
2) 強磁場用超伝導センサー製作とクエンチ検出特性影響因子の解明：Nb3Alセンサを用いて、外部磁場10 T、液体ヘリウム冷却下にてREBCO線材のクエンチ検出試験を行った。自己磁場時の挙動とは異なり、センサのクエンチ検出とREBCO線材のクエンチ発生が同時刻となり、クエンチ予兆の検出には課題が残った。磁場下ではセンサの臨界電流が低下し、設定できる検査電流が低くなるため、センサの発生電圧を大きくするためのセンサ構造改善が必要である。
3) 放射化計算に基づく分割型高温超伝導マグネット保全シナリオ検討：分割型高温超伝導マグネットに適用するラップジョイント、エッジジョイントに関して、それぞれ接合部の曲げ・捩り特性の評価、接合抵抗の磁場依存性の評価を行い、マグネットサイズ、導体配置への影響を評価した。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
