| 研究課題/領域番号 |
12680487
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
核融合学
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
橋爪 秀利 東北大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80198663)
|
|---|
| 研究分担者 |
北島 純男 東北大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30161475)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
|
|---|
| キーワード | 高温超伝導 / 分割型マグネット / 直接接合 / 核融合炉 / 高温超電導 |
|---|
| 研究概要 |
磁場閉じ込め型核融合炉の建設・保守の大きな障害となっている超伝導マグネットをモジュール化するために不可欠となる超伝導線材の直接接合手法の研究を進めるために、高性能電源と製作した試験部からなる実験装置を組み立て、超伝導接合に関する基礎的性能評価試験を実施した。用いた超伝導線材は、ビスマス系高温超伝導線で、臨界電流密度が42MA/m^2(断面約4mmx0.25mm、臨界電流値67A)のものである。接合面は、超伝導線材を重ね被覆材向士が接合する場合と、直接切断面を接合する場合についての電気抵抗値を比較検討した。また、電磁力を模擬するために機械的負荷を与え、負荷の大きさを変え、応力をパラメータとして実験を進めた。その結果、約5mm程度の重ね合わせにより、銅と同程度の電気抵抗値になること、応力を増加させると電気抵抗値は減少するが、漸近値が存在することが明らかとなった。さらに、直接、超伝導テープ断面を接合した場合には、重ね合わせと同程度の性能がでることが明らかとなり、直接接合の可能性が示された。得られた実験結果(超伝導線の切断面を機械的圧縮力によって直接接合する場合についての電気抵抗値が300μΩ)を踏まえ、抵抗値の低減を目的として、接合面の処理方法の検討・接合力の印加方法の検討を行った。まず、ダイヤモンドカッターを用いた切断・ラッピングフィルムによる研磨などにより、抵抗値を60μΩまで改善することに成功した。さらに、機械的圧縮力の印加方法の改善により、抵抗値を5μΩ(電流値60A)まで低減させることに成功した。この値は、超伝導マグネットの分割化のために腰とされる性能とほぼ同程度であり、分割型マグネットの実現可能性を明らかにすることに成功した
また、解析による基礎評価のための超伝導体中の磁場・温度場を連成させ、有限要素法を用い解断コードの整備を行った。特に、高温超伝導線材がテープ状となっているため、超伝導体内部の電流分布を擬3次元的解析から得られた結果に基づき、2次元解析に反映させる方法の検討を行った。
|
