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電流分布可視化による積層高温超伝導接合部の冷却前評価手法確立への挑戦

Research Project

Project/Area Number 17J02122
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear fusion studies
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

陳 偉熙  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords高温超伝導線材 / 機械的接合 / ラップジョイント / 接合抵抗 / 接触抵抗率 / X線CTスキャン / 超音波ガイド波探傷 / ガイド波探傷 / 渦電流探傷 / 磁性金属細線 / 空隙 / 積層構造 / 接触抵抗 / 誘起コイル
Outline of Annual Research Achievements

ヘリカル型核融合炉の構成機器である超伝導マグネットの製造性、経済性および保全性を確保するために、高温超伝導導体を用いて分割製造することが提案されている。接合部では電気抵抗(接合抵抗)が存在するが、これが運転時の極低温環境下において周囲の超伝導導体に過度の温度上昇を引き起こさないと保証する必要である。本研究は接合抵抗を製作時の室温環境から予測する技術の開発が目的であり、X線CTスキャン、電磁非破壊検査に加え、超音波ガイド波探傷を適用した検討を行なってきた。まずX線CTスキャンを適用した要素試験の成果を本年度初めに論文として発表した。電磁非破壊検査の適用において、接合部内部に磁性金属細線を内含させることが検査に有用であることが数値解析より明らかになったため、実証に向けたさらに評価を行なった。渦電流探傷試験のプローブでの検出の可能性について評価し、プローブの位置ずれが生じた時の影響を分析した。この結果、0.1 mmのプローブ位置ずれによって生じる信号の変化は欠陥のそれ以上であることがわかり、渦電流探傷試験は接合部検査に適していないことが判明した。一方、超音波ガイド波探傷の適用において超音波ガイド波の励起および分析方法の高度化を検討した。検査手法の高度化のために超音波探触子の適用を検討し、最適な斜角探触子の角度の検証に加え、接合部に存在する欠陥の形状がガイド波の信号に与える影響を分析した。この結果から接合部端部に存在する剥離を定量的に検出できることが見込まれるものの、接合部内部に存在する欠陥の識別が困難であることがわかった。これらの非破壊検査技術の基礎検討を踏まえX線CTスキャンを用いて検証に限定し、より実機の体系に近い2列4層の中型接合試験体および2列10層の大型接合試験体を対象に評価試験を行った。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] リスボン大学(ポルトガル)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Investigation for Contact Interface of Mechanical Lap Joint Fabricated with High-Temperature Superconducting Conductor Using X-Ray Microtomography2020

    • Author(s)
      W. Chen, S. Ito, N. Yusa, H. Hashizume
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 15 Issue: 0 Pages: 2405014-2405014

    • DOI

      10.1585/pfr.15.2405014

    • NAID

      130007840501

    • ISSN
      1880-6821
    • Year and Date
      2020-03-27
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative evaluation of the delamination length in mechanical lap joints of high-temperature superconducting tapes using Lamb waves2020

    • Author(s)
      Feng Bo、Chen Weixi、Ito Satoshi、Yusa Noritaka、Hashizume Hidetoshi、Ribeiro Artur L.、G. Ramos Helena
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 156 Pages: 107606-107606

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2020.107606

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of the correlation between the electrical contact resistance and the contact area of mechanical lap joint fabricated with high-temperature superconducting tapes using X-ray microtomography2019

    • Author(s)
      Chen Weixi、Ito Satoshi、Yusa Noritaka、Hashizume Hidetoshi
    • Journal Title

      Fusion Engineering and Design

      Volume: 148 Pages: 111284-111284

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2019.111284

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of Nondestructive Testing Technique on Mechanical Lap Joint Fabricated with High-Temperature Superconductor Using X-ray Microtomography2020

    • Author(s)
      W. Chen, S. Ito, N. Yusa, H. Hashizume,
    • Organizer
      The 28th International Toki Conference on Plasma and Fusion Research
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分割型高温超伝導マグネット接合部の接合抵抗予測手法の基礎研究2018

    • Author(s)
      陳偉熙、伊藤悟、遊佐訓孝、橋爪秀利
    • Organizer
      日本保全学会 東北・北海道支部 特別講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Electromagnetic Nondestructive Testing for Inspecting Mechanical Lap Joint of High-temperature Superconducting Tapes2017

    • Author(s)
      W. Chen, N. Yusa, S. Ito, H. Hashizume
    • Organizer
      14th Far East Forum on Nondestructive Evaluation/Testing
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of Factors Causing Defects at Mechanical Lap joint Fabricated of High-temperature Superconducting Tapes2017

    • Author(s)
      W.Chen, S. Ito, N. Yusa, H. Hidetoshi
    • Organizer
      The 13th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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