2022 Fiscal Year Research-status Report
JT-60SA超伝導コイルの電気的安定性及び冷却安定性評価
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20K04422
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
中村 一也 上智大学, 理工学部, 教授 (00407339)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超伝導コイル / 核融合炉 / JT-60SA / 安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉内超伝導コイルは，自分自身，隣接するコイル及び周辺機器から様々な変動磁界が印加され，その結果，誘導電流による交流損失が発生する。この損失は超伝導コイルの温度上昇，コイルの絶縁破壊など安定性を阻害する要因の一つである。これらを定量的に見積り，電気的安定性評価を行い，それらの結果を用いて，超伝導コイルの冷却系統モデルを構築することは，核融合炉用超伝導コイル技術の早期実用化に寄与すると考えられる。令和4年度の研究実績の概要を以下に示す。
【1】JT-60SA EFの過渡応答及び共振特性評価：JT-60SA EFダミーコイルの試験結果をもとに令和3年度の回路モデル手法を用いて，電源，電流リード，EF6コイル，構造物及び接地抵抗を含むEF6コイルシステム全体の回路モデルを作成した。また，EF6コイル用電源の測定結果を用いて，過渡応答及び共振現象が及ぼす層間の電圧への影響の評価を行った。その結果，JT-60SA EF6コイル用電源による過渡応答及び共振現象はEF6コイルの運転に対して影響を及ぼすことはないことが示された。
【2】JT-60SA超伝導コイル クールダウン時におけるコイル内の最大温度差解析：2020年10月10日から11月27日まで行われたJT-60SAクールダウン試験時において，CS内の最大温度差，また冷却速度及び入口と出口の温度差に対するヘリウムの質量流量の影響を調査した。その結果，JT-60SAクールダウン試験において，CSは常温から運転温度まで安全に冷却されたことが示された。また，EFコイルとCSの質量流量の分配操作を評価するための，CSにおける入口と出口の温度差と冷却速度の質量流量依存性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和4年度に計画していた［1］JT-60SA 超伝導コイルの電気的安定性評価及び［2］JT-60SA CSの冷却時及び運転時における温度分布解析は遂行することができた。よっておおむね順調に進展してる。また，令和2年度から行われているJT-60SAの実証試験結果を用いて高い解析が行われていると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，令和5年度に取得したJT-60SAの実証試験結果をもとに令和4年度に作成した電気的解析モデル及び冷却解析モデルをより精度の高いものに作成しなおし，超伝導コイル内の絶縁破壊及び交流損失のメカニズムの検証及び熱負荷変動を考慮した冷却系統をモデル化を行い，最適な冷媒供給を調査する。
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| Causes of Carryover |
令和4年度はコロナの影響により旅費の使用が少なかったため次年度使用額（B-A）が生じた。令和5年度はこれらの予算を消耗品費に振り分ける予定です。
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Research Products
(7 results)
