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50T級次世代高電磁力超伝導マグネット技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H03586
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関東北大学

研究代表者

淡路 智  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10222770)

研究分担者 津田 理  東北大学, 工学研究科, 教授 (10267411)
宮城 大輔  東北大学, 工学研究科, 准教授 (10346413)
小黒 英俊  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90567471)
研究協力者 長屋 重夫  中部電力(株)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード高温超伝導 / 電磁力 / 機械特性 / 超伝導マグネット / 高電磁力 / 超伝導材料・素子 / 複合材料・物性
研究成果の概要

本研究は50T 級超伝導マグネット開発において問題となる巨大電磁力を克服するため,コイル構造そのものに電磁力を支持させるYOROIと呼ばれる新しい補強構造の影響を実験と数値計算の両面から研究した。実験では,現実的な体積の補強構造を有するモデルコイルを作製し,高電磁力下で試験を行った。その結果,1000MPaの電磁力を補強により200MPa程度まで低減できることが分かった。これらの結果は,概ね数値計算結果と一致した。これらの結果を受け,50T超伝導マグネットにおける最内層コイルが,500MPaの線材強度以下で設計可能であることを示すことに成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Influence of Bolt Positions and Electrode Structure in Yoroi-Coil Structure on Stress Distribution in an HTS Coil Winding2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kato , D. Miyagi, M. Tsuda, S. Awaji
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond.

      巻: 28 号: 3 ページ: 4600505-4600505

    • DOI

      10.1109/tasc.2017.2780839

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progress of “Yoroi-Coil Structure” in Mechanical Strength With High Current Density2017

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, S. Nagaya, N. Hirano, S. Awaji, H. Oguro, A. Ishiyama, M. Hojo, M. Nishikawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond.

      巻: 27 ページ: 4602305-4602305

    • DOI

      10.1109/tasc.2017.2662600

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First performance test of a 25 T cryogen-free superconducting magnet2017

    • 著者名/発表者名
      Awaji Satoshi、Watanabe Kazuo、Oguro Hidetoshi、Miyazaki Hiroshi、Hanai Satoshi、Tosaka Taizo、Ioka Shigeru
    • 雑誌名

      Supercond. Sci. Technol.

      巻: 30 号: 6 ページ: 065001-065001

    • DOI

      10.1088/1361-6668/aa6676

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strengthening Effect of “Yoroi-Coil Structure” Against Electromagnetic Force2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, S. Nagaya, N. Hirano, S. Awaji, H.Oguro, Y. Tsuchiya, T. Omura, S. Nimori, T.Shimizu, A. Ishiyama, X. Wang
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond.

      巻: 25 号: 3 ページ: 8400204-8400204

    • DOI

      10.1109/tasc.2014.2364675

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SUSを用いたYoroi-coil構造の応力低減効果に関する基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      加藤将大
    • 学会等名
      電気学会 超電導機器研究会「超電導応用ならびに材料関連技術」
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Learning from R&D and operation of HTS insert coil for high field magnet2017

    • 著者名/発表者名
      S. Awaji
    • 学会等名
      European Conf. on Appl. Supercond. (EUCAS) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SUSを用いたYoroi-coil構造の応力低減効果に関する基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 雅大,宮城大輔,津田 理,淡路 智
    • 学会等名
      電気学会 超電導機器研究会「超電導応用ならびに材料関連 技術」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Bolt Positions and Electrode Structure in Yoroi-Coil Structure on Stress Distribution in an HTS Coil Winding2017

    • 著者名/発表者名
      M. Kato , D. Miyagi, M. Tsuda, S. Awaji
    • 学会等名
      European Conf. on Appl. Supercond. (EUCAS) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromechanical analysis of REBCO pancake coils reinforced by an outer-shell structure.2017

    • 著者名/発表者名
      S. Awaji, K. Takahashi, T. Okada, M. Kato, D. Miyagi, M. Tsuda
    • 学会等名
      CHATS on Applied Superconductivity 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボルト固定や電極を考慮したYoroi-coil構造の応力伝達特性に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 雅大,宮城大輔,津田 理,高橋 弘紀,淡路 智
    • 学会等名
      2017年度春季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冷却時の熱収縮を考慮したYoroi-coil構造の電磁応力特性2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 雅大,宮城大輔,津田 理,高橋 弘紀,淡路 智
    • 学会等名
      電気学会金属・セラミックス/超電導機器行動研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Yoroi-coilの電極構造がHTSコイルの熱応力及び電磁力分布に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 雅大,宮城大輔,津田 理,高橋 弘紀,淡路 智
    • 学会等名
      2017年度秋季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Progress of “Yoroi-coil Structure” in Mechanical Strength with High Current Density2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe
    • 学会等名
      Applied Suoercond. Conference 2016
    • 発表場所
      Denver, CO, USA
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1st Performance Test of the 25 T Cryogen-free Superconducting Magnet2016

    • 著者名/発表者名
      S. Awaji
    • 学会等名
      Applied Suoercond. Conference 2016
    • 発表場所
      Denver, CO, USA
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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