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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Study on design of high-temperature superconducting magnet generating high field and high-accuracy field

Research Project

Project/Area Number 25420253
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

植田 浩史  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (10367039)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords高温超伝導 / 遮蔽電流 / 均一度 / 細線化
Outline of Annual Research Achievements

高温超伝導線材は高磁場中でも優れた超伝導性を示し、機械的特性や熱的安定性にも優れているため、NMR やMRI、加速器用マグネットへの適用が期待されている。このような応用では発生磁場は空間的・時間的に極めての高い均一度が要求される。しかし、高温超伝導マグネットで高精度磁場を実現する際、遮蔽電流により誘導される磁場が発生磁場の空間的均一性や時間的安定性を損なうことが最大の問題となっている。
遮蔽電流は,高音超伝導線材(本研究ではREBCO線材を対象)がテープ形状をしていることに起因しているため,REBCO線材をマルチフィラメント化することで,抑制される可能性がある。しかし,マルチフィラメント化REBCO線材は,機械的強度や熱的安定性を確保するため,銅メッキが施されるが,その結果,励磁の際に結合電流がフィラメント間を流れることになり,遮蔽電流分布や磁場に影響を与えることになる。そこで,本年度は,マルチフィラメント化REBCO線材をレイヤー巻あるいはパンケーキ巻で巻線した高温超電導コイルを対象に,巻線内電流分布,フィラメント間の抵抗、結合電流の特性長や磁場の減衰時定数について電磁場解析に基づいて評価した。
また、MRIや加速器の遮蔽電流の影響の評価し、磁場分布の空間均一度や時間安定性の評価も併せて行った。設計の段階で不整磁場を出来るだけ抑えるために,不整磁場の影響を出来るだけ正確に計算・評価し,その情報をもとに,不整磁場の発生を抑制するようコイル形状や配置の再設計を行う,という設計プロセスが必要となる。そこで、不整磁場が磁場均一度に与える影響についてコイル設計の点から評価・考察した。

  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Numerical Evaluation on Irregular Field Generated by Screening Current in High-Field REBCO Coil for Whole-Body MRI2017

    • Author(s)
      K. Nakazono, H. Ueda, A. Ishiyama, S. Noguchi, H. Miyazaki, T. Tosaka, T. Kurusu, S. Nomura, S. Urayama, H. Fukuyama
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 27 Pages: 4400405

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2645839

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of Irregular Magnetic Field Generated by Screening Current in REBCO Coils for High Accuracy Field2016

    • Author(s)
      A. Matsumi, H. Ueda, S. Noguchi, T. Wang, A. Ishiyama, H. Miyazaki, T. Tosaka, S. Nomura, T. Kurusu, S. Urayama, H. Fukuyama
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 26 Pages: 4702305

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2535966

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of Magnetic Field Distribution by Screening Current in Multiple REBCO Coils2016

    • Author(s)
      A. Mochida, H. Ueda, S. Noguchi, T. Wang, A. Ishiyama, H. Miyazaki, T. Tosaka, S. Nomura, T. Kurusu, S. Urayama, H. Fukuyama
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 26 Pages: 4702805

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2542980

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Numerical Simulation on Magnetic Field Generated by Screening Current in 10-T-Class REBCO Coil2016

    • Author(s)
      H. Ueda, Y. Imaichi, T. Wang, A. Ishiyama, S. Noguchi, S. Iwai, H. Miyazaki, T. Tosaka, S. Nomura, T. Kurusu, S. Urayama, H. Fukuyama
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 26 Pages: 4701205

    • DOI

      10.1109/TASC.2016.2535965

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] REBCO線材における細線化による遮蔽電流に起因する不整磁場の低減2017

    • Author(s)
      武藤優真, 中園浩平, 小曽根裕一, 石山敦士, 植田浩史
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [Presentation] Electromagnetic Analysis on Screening-Current-Induced Magnetic Field in REBCO Coil2016

    • Author(s)
      H. Ueda
    • Organizer
      29th International Symposium on Superconductivity (ISS 2016)
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-12-13 – 2016-12-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Electromagnetic Analysis on Magnetic Field and Current Distribution in High Temperature Superconducting Thin Tape in Coil Winding2016

    • Author(s)
      H. Ueda, SB. Kim, S. Noguchi, A. Ishiyama, H. Miyazaki, S. Iwai, T. Tosaka, S. Nomura, T. Kurusu, S. Urayama, H. Fukuyama
    • Organizer
      17th Biennial Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2106)
    • Place of Presentation
      Miami, USA
    • Year and Date
      2016-11-13 – 2016-11-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electromagnetic Analysis on Screening Current Distribution in REBCO Coil2016

    • Author(s)
      H. Ueda, T. Koizumi, SB. Kim, S. Noguchi, A. Ishiyama
    • Organizer
      1st Asian ICMC - CSSJ 50th Anniversary Conference
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2016-11-07 – 2016-11-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reduction method of Irregular Magnetic Field Distribution Generated by Screening Currents in Multiple REBCO Coils2016

    • Author(s)
      Y. Ozone, K. Nakano, T. Wang, A. Ishiyama, H. Ueda, S. Noguchi, H. Miyazaki, T. Tosaka, S. Nomura, T. Kurusu
    • Organizer
      1st Asian ICMC - CSSJ 50th Anniversary Conference
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2016-11-07 – 2016-11-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electromagnetic Analysis on Irregular Magnetic Field and Screening Current Distribution in HTS Coil2016

    • Author(s)
      H. Ueda, SB. Kim, A. Ishiyama
    • Organizer
      International Workshop on HTS Application for Medical, Biomagnetic Field, and Energy
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2016-09-10 – 2016-09-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Numerical evaluation on irregular field generated by screening current in high-field REBCO Coil for whole-body MRI2016

    • Author(s)
      K. Nakazono, A. Ishiyama, H. Ueda, S. Noguchi, H. Miyazaki, T. Tosaka, T. Kurusu, S. Nomura, H. Fukuyama, S. Urayama
    • Organizer
      Applied Superconductivity Conference 2016
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      2016-09-04 – 2016-09-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] REBCOマルチコイルにおける遮蔽電流による不整磁場の低減法2016

    • Author(s)
      小曽根 裕一, 王 韜, 石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 宮崎 寛史, 戸坂 泰造, 野村 俊自, 来栖 努
    • Organizer
      超電導機器・金属・セラミックス 合同研究会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-06-28 – 2016-06-29
  • [Presentation] 高磁場MRI用高温超電導磁石の開発(16年春)-REBCOマルチコイルにおける遮蔽電流による不整磁場の低減法-2016

    • Author(s)
      小曽根 裕一, 王 韜, 石山 敦士, 植田 浩史, 野口 聡, 宮﨑 寛史, 戸坂 泰造, 野村 俊自, 来栖 努
    • Organizer
      2016年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-05-30 – 2016-06-01
  • [Presentation] 高磁場MRI用高温超電導磁石の開発(16年春)-9.4 Tヒト全身用MRIコイルの最適化設計と不整磁場評価-2016

    • Author(s)
      植田 浩史, 野口 聡, 王 韜, 石山 敦士, 浦山 慎一, 福山 秀直, 宮﨑 寛史, 戸坂 泰造, 野村 俊自, 来栖 努
    • Organizer
      2016年度春季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-05-30 – 2016-06-01

URL: 

Published: 2018-01-16  

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