2014 Fiscal Year Annual Research Report
小型・高強度・高形状自由度を有する磁場源の磁場制御に関する検討
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24560334
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
金 錫範 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (00287963)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 磁場on/off / 磁場増幅 / 磁場制御 / 高温超電導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高温超電導バルク体が有する様々な利点を生かして磁場のon/offを含む自由度の高い磁場制御方法の開発を行った。具体的には、下記の三つの研究目的を果たすために３次元有限要素法に基づく電磁場数値解析と実験の両面の検討を行い、本研究で開発した磁場制御方法の有効性について検討・実証した。
（１）直流磁場のon/off制御方法：リング形状の高温超電導バルク体にスリットを入れ、このバルク体を印加磁場に対して回転させることで磁場のon/off制御が可能となった。また、階段形状のバルク体や複数の形状の異なるバルク体を組み合わせることでターゲット部分だけに絞った磁場のon/off制御を可能とした。さらに、スリット部では印加磁場より高い磁場を発生させることが確認でき、これは予想しなかった優れた結果であり、200％以上の磁場増幅が得られた。
（２）自由度の高い磁場形状を捕捉させる方法：これまでのDDSより効率の良い薬物治療が可能である磁気誘導DDS(Magnetic Drug Delivery System; MDDS)への適用を考慮した研究を行った。超電導コイルを磁場源として、積層構造の超電導線材やバルク体と超電導コイルを組み合わせ、超電導線材やバルク体の完全反磁性特性を利用することで柔軟な磁場制御が可能であることを示した。さらに、長手方向への磁場勾配を向上させるために超電導線材やバルク体に強磁性体を加えることで大きい磁気勾配を得ることに成功し、提案した方法の形状最適化を図った。
（３）磁場の空間均一度を向上させる方法：高温超電導バルク体は、印加された磁場に対して強度と形状をそのまま捕捉することができるそこで，本研究では、一度磁場を捕捉したバルク体に対して再度磁場を印加する方法でバルク体の磁場均一度を向上させる方法を開発した。電磁場数値解析により150 ppm/cm3以上の磁場均一度を得ることが可能であることが示された。
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