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7テスラ級・大口径MgB2超伝導バルク磁石の開発とマウス用MRIの超高感度化

研究課題

研究課題/領域番号 18K04920
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29010:応用物性関連
研究機関岩手大学

研究代表者

内藤 智之  岩手大学, 理工学部, 教授 (40311683)

研究分担者 藤代 博之  岩手大学, 理工学部, 教授 (90199315)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード超伝導バルク磁石 / 二ホウ化マグネシウム / 捕捉磁場 / MgB2超伝導体 / バルク磁石 / NMR / MgB2
研究成果の概要

永久磁石より強力な2テスラ級磁場を発生できるリング形状の大型MgB2超伝導バルクを浸透法によって再現性良く作製することが出来るようになった。炭素ドープによってMgB2バルク磁石の動作温度10 K付近の捕捉磁場特性が向上することを見出した。また,チタンドープによって捕捉磁場5.6テスラというMgB2バルク磁石の世界記録を達成した。世界で初めてMgB2バルク磁石の磁場下でプロトンの核磁気共鳴スペクトルの観測に成功し,ベンチトップ型核磁気共鳴装置の磁極としてのポテンシャルを明らかとした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超伝導バルク磁石の社会実装を進めるためには,磁場強度はもちろんのこと用途に応じたサイズや形状を実現する必要がある。従って,低コストである浸透法で大型かつリング形状のMgB2バルクを作製可能となったことは,任意形状のバルクを作製できることを意味しており意義がある。また,炭素やチタンなど不純物元素の添加によってMgB2バルク磁石の特性が向上したことやMgB2バルク磁石中でプロトンの核磁気共鳴信号が観測できたことにより,永久磁石との差別化がより一層明確になったことも超伝導バルク磁石の社会実装を進める上で重要な点である。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Trapped field properties of MgB2 bulks prepared via an in-situ infiltration-reaction process using refined boron powders2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuhei、Naito Tomoyuki、Fujishiro Hiroyuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 32 号: 6 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2022.3158641

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of 1H NMR signal in a trapped magnetic field of a compact tubular MgB2 superconductor bulk2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuhei、Naito Tomoyuki、Nakamura Takashi、Takahashi Masato
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 34 号: 6 ページ: 06LT02-06LT02

    • DOI

      10.1088/1361-6668/abf66e

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MgB2超伝導バルク磁石の現状と展望2021

    • 著者名/発表者名
      内藤智之,藤代博之
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 56 号: 6 ページ: 309-316

    • DOI

      10.2221/jcsj.56.309

    • NAID

      130008119034

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Carbon Doping on Trapped Magnetic Field of MgB2 Bulk Prepared by in-situ Hot Isostatic Pressing Method2020

    • 著者名/発表者名
      Naito Tomoyuki、Ogino Arata、Fujishiro Hiroyuki、Awaji Satoshi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 30 号: 4 ページ: 6800406-6800406

    • DOI

      10.1109/tasc.2020.2985355

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A record-high trapped field of 5.6 T in the stacking of MgB2/TiB2 composite bulks prepared by an in-situ hot isostatic pressing method2020

    • 著者名/発表者名
      Naito Tomoyuki、Takahashi Yuhei、Awaji Satoshi
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 33 号: 12 ページ: 125004-125004

    • DOI

      10.1088/1361-6668/abb203

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 円筒状MgB2超伝導バルク磁石を用いた1H NMR信号の検出2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋裕平,内藤智之,仲村髙志,高橋雅人
    • 学会等名
      2021年度春季(第101回)低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 無酸素銅板/MgB2超伝導バルク積層のパルス着磁における無酸素銅の効果2021

    • 著者名/発表者名
      吉田智貴,内藤智之
    • 学会等名
      2021年度春季(第101回)低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Trapped field properties of MgB2 bulks prepared via an in-situ infiltration-reaction pro-cess using refined boron powders2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, T. Naito, and H. Fujishiro
    • 学会等名
      The 27th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無酸素銅板/MgB2超伝導バルク積層のパルス着磁における無酸素銅の効果II2021

    • 著者名/発表者名
      吉田智貴,内藤智之
    • 学会等名
      2021年度秋季(第102回)低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 浸透法で作製した大型MgB2リングバルクの捕捉磁場特性:ボア内磁場均一度の評価2020

    • 著者名/発表者名
      髙橋裕平,内藤智之,藤代博之
    • 学会等名
      2020年度春季(第99回)低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] MgB2バルク磁石のFCMおよびPFM法による捕捉磁場特性の最近の進展2020

    • 著者名/発表者名
      内藤智之,高橋裕平,平野達也,難波 空,藤代博之,淡路 智
    • 学会等名
      2020年度秋季(第100回)低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Recent progress in intermetallic compound superconductor bulks capable of trapping strong mag-netic fields2020

    • 著者名/発表者名
      T. Naito, Y. Takahashi, K. Amase, H. Fujishiro, A. Kikuchi, and S. Awaji
    • 学会等名
      10th ACASC /2nd Asian ICMC/CSSJ Joint Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of carbon doping on trapped magnetic field of MgB2 bulk prepared by in-situ hot isostatic pressing method2019

    • 著者名/発表者名
      T. Naito, A. Ogino, H. Fujishiro, and S. Awaji
    • 学会等名
      26th International Conference on Magnet Technology (MT-26)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of SiC-doping on the trapped field properties of in-situ HIP-processed MgB2 bulks2019

    • 著者名/発表者名
      T. Naito, Y. Takahashi, and H. Fujishiro
    • 学会等名
      32nd International Symposium on Superconductivity (ISS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 岩手大学理工学部物理・材料理工学科マテリアルコース藤代・内藤研究室

    • URL

      http://ikebehp.mat.iwate-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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