2013 Fiscal Year Annual Research Report
分割型高温超伝導マグネット実用化のための普遍的接合技術の創成と実証
| Project/Area Number |
23246159
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
橋爪 秀利 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80198663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江原 真司 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30325485)
伊藤 悟 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60422078)
遊佐 訓孝 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60466779)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | プラズマ・核融合 / 超伝導材料・素子 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、分割型高温超伝導マグネットの実現性を示すために、普遍的接合技術を創成し、マグネット分割の基本概念を実証することである。以下、具体的な目的を示す。 (1) 接合部最適化（荷重方向・接合面被覆等）による電気的接合性能向上方法を確立
する。(2) 接合界面での超伝導物理モデルを検討し、線材に依存しない普遍的な接合技術を確立する。(3) 多孔質体の除熱性能評価実験と数値解析コード高度化による除熱システムの最適化を行う。
本年度は上記、目的を達成するために、以下の項目を実施した。
1) 高温超伝導導体の機械的接合法の開発 昨年度の30 kA級導体の製作の実績を元に本年度は100 kA級導体の製作を行った。接合部製作の歩留まり向上のために、酸化皮膜の影響を低減する接合面加工法・接触圧力を均一化する施工法を提言し、実際の製作に反映させた結果、接合抵抗を～2 nano-ohmに抑えることに成功し、118 kA at 4.2 K, 0.45 T、100 kA at 20 K, 5.3 Tの通電に成功した。
2) 多孔質体を用いた先進冷却システムの開発 本年度は、ブロンズ粒子焼結金属多孔質体と液体窒素を用いた冷却システムにおいて液体窒素の流量、サブクール度と沸騰曲線の形状・核沸騰開始点の関係を評価した。また、過去の研究で得られていたブロンズ粒子焼結金属多孔質体と水を用いた冷却システムにおける熱伝達特性と比較し、他の流体を用いた場合の熱伝達特性がサブクール度の高い対流領域では予測できる見込みがあることを示した。さらにヘリカル型核融合炉FFHR-d1のヘリカルコイルをモデル化し、上記先進冷却システムを適用した場合の冷却特性を数値解析で評価し、多孔質体を用いた場合に局所的に温度上昇を抑える効果が得られることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Performance of a Mechanical Bridge Joint for 30-kA-class High-temperature Superconducting Conductors2014
Author(s)
S. Ito, K. Kawai, Y. Seino, T. Ohinata, Y. Tanno, N. Yanagi, Y. Terazaki, K. Natsume, S. Hamaguchi, H. Noguchi, H. Tamura, T. Mito, A. Sagara, H. Hashizume
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Journal Title
IEEE Transactions on Applied Superconductivity
Volume: 24
Pages: 4602305
DOI
Peer Reviewed
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