| 研究課題/領域番号 |
18560793
|
|---|
| 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 | 核融合科学研究所 |
|---|
研究代表者 |
高畑 一也 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (10216773)
|
|---|
| 研究分担者 |
田村 仁 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教 (20236756)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,910千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
|
|---|
| キーワード | 超伝導マグネット / 核融合炉 / アルミニウム合金複合化超伝導導体 / 摩擦撹拌接合 / アルミニウム合金 / ニオブ3スズ / 間接冷却方式 / 大電流超伝導導体 / 摩擦撹乱接合 / セラミック絶縁 |
|---|
| 研究概要 |
核融合炉用超伝導マグネットの重量最小化(コスト低減)を目指し、リジッドな撚線導体と間接冷却方式巻線構造を採用した核融合炉超伝導マグネットの概念設計を行い、実現可能性と重量低減の効果を検討した。リジッドな導体として新規性のあるアルミニウム合金複合化ニオブ3スズ導体を提案し、間接冷却方式巻線の設計を行った。定常的な核発熱の除去、電磁力支持、クエンチ保護の観点から実現可能性を検討し、核融合炉用超伝導マグネットに対して新型導体と間接冷却方式の組合せは有望な候補であることを明らかにした。有限要素法による応力・ひずみ分布計算により、この巻線構造は高い強度を有し、さらなる重量低減が可能であるととがわかった。従来の導体とも比較検討し、導体の剛性が高く、巻線全体の重量も低減できることがわかった。これらの設計研究により、高剛性の巻線構造を実現することにより、重量最小化が可能となることが示された。
要素技術開発として、アルミニウム合金複合化ニオブ3スズ導体の試作を行った。熱処理を行った撚線に、アルミニウム合金ジャケットを後から被覆する新しい製造プロセスを採用した。そしてジャケットの被覆には、撚線に損傷を与えない摩擦撹拌接合という新しい技術を応用した。通電試験の結果、8Tの磁揚中において、19kAの電流を流すことができた。製造工程、冷却における性能劣化が小さく、実用性が高いことを実証した。この導体はさらにコイル状に巻線されるため、その製造工程における性能劣化がないかモデルコイル等を用いて今後検証する必要がある。
|
