2013 Fiscal Year Research-status Report
核融合中性子照射環境場を許容する低放射化MgB2超伝導導体の開発
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25420892
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
菱沼 良光 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00322529)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 修一 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50249968)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | MgB2 / 低放射化 / 核融合応用 / 導体設計 |
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| Research Abstract |
核融合中性子照射環境を許容する低放射化MgB2線材の導体化に向けて、核種変換のないB-11同位体粉末をホウ素源としたMgB2素線の最適化を図った。
B-11同位体粉末の平均粒径は、市販のホウ素粉末よりも著しく大きく、線材中のMgB2体積分率が大きく低下した。この原因を調査するために、透過電子顕微鏡（TEM）による詳細な微細構造観察を行った。TEM観察の結果で明らかになったように、未反応ホウ素成分が線材中に多く観察された。
そこで、MgB2相生成の仕込組成におけるホウ素成分に注目し、仕込成分のMg組成に対するホウ素組成についてSQUIDを用いた磁化特性にて検討した。一般的に磁化幅と超伝導相体積には強い相関があることが知られており、作製した線材の化学量論組成よりも小さいホウ素組成で磁化幅が大きくなる傾向が見られた。しかしながら、未反応ホウ素成分が消失することがなかった。
次に、低放射化MgB2線材の導体設計に向けて、撚線加工を経る必要がある。撚線加工時には引張・圧縮・曲げ歪が線材に印加され、これら歪による超伝導特性の変化は導体設計に重要な知見になる。そこで、引張・圧縮・曲げ応力を印加しながら超伝導特性変化を調査するための全く独自の測定プロ－ブを設計して作製した。
次年度以降は、更なるMgB2相の微細組織制御のためホウ素原料粉末の微細加工手法の検討や導体設計因子を明らかにするために独自の応力印加プロ－ブを用いて低放射化MgB2線材における引張・圧縮・曲げ応力を印加しながら臨界電流特性の変化を検討する。
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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
低放射化MgB2超伝導線材の基本組成を明らかにすることが出来た。しかしながら、組成だけでなく、ホウ素粉末の更なる微粒化が重要であることが分かり、その手法を検討している。
また、一方、低放射化MgB2線材の導体設計に向けて、引張・圧縮・曲げ応力を印加しながら超伝導特性を評価することができる独自の測定プロ－ブを設計して作製できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、更なる研究の推進に向けて、研究分担者との連絡・打ち合わせを密に行う必要がある。また、平成26年度以降は導体設計・試作を行うことを予定しているので、外部協力者になる民間企業とも密接な連携を構築する必要がある。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
B-11ホウ素同位体粉末の購入先がアメリカ合衆国であり、原料費が為替相場で上下する。また、B-11同位体の作製は特別発注になり、納期に時間が要するため。
現在、納期や価格について調査して、購入手続きを進めている。
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