アルミ安定化超伝導線の安定化材比率の最適化

• 研究課題/領域番号: 10750239
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 槙田 康博 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (30199658)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1999年度: 200千円 (直接経費: 200千円); 1998年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: アルミ安定化超伝導線 / 超伝導安定性 / 電流再分配 / 安定化マージC

研究概要

既存のアルミ安定化超伝導線で試料を製作し、外部磁界の下、通電をして、まず試料の臨界電流値を測定した。続いてヒーター入熱によって、強制クエンチを起こし、超伝導線の安定性マージンを実測した。本研究の特徴は、ヒーター入熱の手法を、線材全体を加熱するのではなく、アルミ安定化材の中央に埋め込まれている、超伝導素線そのものを加熱して測定しようとしている点である。このことでより正確に、超伝導電磁石内で起こるクエンチ発生を模擬することができる。線材全体を加熱する方法より、有効に安定化材として作用するアルミの領域が限られ、より低い安定性マージンが測定されると予測していた。しかしながら、両者の間に大きな差は測定されなかった。
温度伝播速度は、予想していたとおり極めて早く、超伝導素線を加熱した場合と、線材全体を加熱した場合の差は、温度計では測定されなかった。電流の再分布をホール素子で測定しようと挑戦したが、印加磁界に対するホール素子の信号に隠れて、試料中の電流再分布によるホール素子の信号は測定できなかった。
電流再分配の測定に失敗したので、明確には説明できないが、電流再分配速度が安定性に及ぼす影響は、かなり少ないものと思われる。いったんクエンチが発生しても、再分布が終了すると超伝導に復帰する現象も観測された。従って、再分布が完了する前に長手方向に伝播するか、その前に超伝導に復帰するか、安定性の目安になると思われる。これまでは線材の断面方向のみ熱バランスで安定性を考えてきたが、長手方向も含めて解析をする必要がある。今後のこの研究の課題としたい。