超伝導コイルの作る3次元磁場分布精密測定法の開発

• 研究課題/領域番号: 03452190
• 研究種目: 一般研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 計測・制御工学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 山本 純也 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 教授 (00029208)
• 研究分担者: 今川 信作 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (10232604) ; 坂本 瑞樹 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (30235189) ; 柳 長門 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (70230258) ; 高畑 一也 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (10216773) ; 三戸 利行 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助教授 (10166069)
• 研究期間 (年度): 1991
• 研究課題ステータス: 完了 (1991年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円); 1991年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
• キーワード: ヘリカル方式 / 核融合実験装置 / 磁場精度 / 磁場分布計測 / 誤差磁場 / ホ-ル素子 / 超伝導コイル / 全体モデル

研究概要

ヘリカル方式の核融合装置に用いられる超伝導コイルでは、非常に高い磁場精度(誤差磁場の強度比が10^<ー4>以下)が要求される。本研究では、ヘリカル型超伝導試験コイルである全体モデル装置(大半径80cm、小半径20cm)に対して、磁場分布計測システムを開発し、これを用いて実際に計測を行い、ヘリカル装置における磁場計測方法に関する検討を行った。計測には、ホ-ル素子を用いたシステムを採用した。本研究で用いたシステムは、各空間点において3次元の磁場計測が可能で、トロイダル方向、鉛直方向、大半径方向にスキャンを行うことのできるものである。コイルの定格通電時における磁場計測の結果、今回の実験においては、誤差磁場の強度比として、5x10^<ー3>程度までの精度の計測を行うことができた。当初の目標である10^<ー4>の精度が達成できなかった理由としては、以下のことがあげられる。
1)電源として、本実験に用いることを予定していたトランジスタ電源に不備があり、この代わりとしてサイリスタ電源を用いたため、磁場計測時にノイズが大きかった。
2)計測システムの取り付け位置精度に問題があった。当初、計測システムは低温空間内に設置することを考えていたが、その後の検討で、常温空間に設置する方が望ましいことが判明した。これは、低温空間では、計測素子自身の位置が冷却により移動してしまうためである。そこで、実際には、装置の外部空間に計測システムを設備したため、コイル本体との相対位置の計測が難しく、十分な設置精度がでなかった。
今後、上記の問題点を解決し、より精度の高い磁場分布計測を行うことを計画している。