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高温超伝導体(HTS)を用いた20-70Kで安定動作可能な高磁場超伝導磁石の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0087
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

荻津 透  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 教授 (30185524)

研究分担者 飯尾 雅実  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (00469892)
菅野 未知央  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (30402960)
吉田 誠  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (70379303)
鈴木 研人  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 助教 (80764878)
雨宮 尚之  京都大学, 工学研究科, 教授 (10222697)
曽我部 友輔  京都大学, 工学研究科, 助教 (40847216)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード高温超伝導 / 電磁石 / 耐放射線 / 加速器 / 無機絶縁 / 高磁場磁石 / 高温超伝導磁石 / 加速器科学
研究成果の概要

高温超伝導材料ReBCOを用いた超伝導線材で高放射線環境で高磁場を発生する超伝導磁石実現のための研究開発を行なった。米国ローレンス バークレー国立研究所(LBNL)とブルックヘブン国立研究所(BNL)と共同で先導的な国際共同研究を行い、超伝導電磁石に用いるReBCO線材の耐放射線性の測定を進めるとともに無機絶縁を用いたコイル開発を進め一定の成果を得た。また開発した無機絶縁コイルをBNLの10T試験装置を用いて高磁場環境での性能評価を行なった。これによって高磁場・高放射線・高温超伝導磁石の基盤技術の確立に向けて一定の進捗を得たと同時に国際的な研究フレームワークが確立された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高磁場・高放射線・高温超伝導磁石の基盤技術の確立に向けて一定の進捗を得たと同時に米国ローレンス バークレー国立研究所(LBNL)とブルックヘブン国立研究所(BNL)と共同で国際的な研究フレームワークが確立した。これらの成果は粒子加速器技術を大きく進展させるだけでなく同じく高磁場・高耐放射線が要求される核融合分野に対しても大きな貢献が期待される。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 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

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] Lawrence Berkeley National Laboratory/Brookhaven National Laboratory/University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] LBNL/BNL/UC Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Laurence Berkeley National Laboratory/Brookhaven National Laboratory/UC Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 高エネルギー加速器研究機構/京都大学(日本)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] LBNL/BNL/UC Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ローレンスバークレー国立研究所/ブルックヘブン国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ローレンスバークレー国立研究所/ブルックヘブン国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development and Testing of HTS Coil With Ceramic Coated REBCO Conductor for High Radiation Tolerance2024

    • 著者名/発表者名
      Dhakarwal Mukesh、Iio Masami、Suzuki Kento、Yoshida Makoto、Nakamoto Tatsushi、Ogitsu Toru、Sugano Michinaka、Tsuchiya Kiyosumi、Wang Xudong、Gupta Ramesh、Shen Tengming、Yang Ye、Nishijima Gen
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 34 号: 5 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2024.3365090

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigating Irradiated Superconducting Magnet Insulation Materials for Particle Accelerators and Other High-Dose Environments2023

    • 著者名/発表者名
      Reis Chris、Shen Tengming、Prestemon Soren、Hosemann Peter、Nair Mehul、Nakamoto Tatsushi、Ogitsu Toru
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 33 号: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1109/tasc.2023.3252480

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Thermal Runaway of Conduction-Cooled Monofilament and Multifilament Coated Conductors2022

    • 著者名/発表者名
      Luo Xijie、Zhao Yifan、Sogabe Yusuke、Sakamoto Hisaki、Yamano Satoshi、Amemiya Naoyuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 32 号: 4 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1109/tasc.2022.3141970

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Radiation-Tolerant HTS Magnet for Muon Production Solenoid2020

    • 著者名/発表者名
      Ogitsu Toru、Iio Masami、Kawamura Naritoshi、Yoshida Makoto
    • 雑誌名

      Instruments

      巻: 4 号: 4 ページ: 30-30

    • DOI

      10.3390/instruments4040030

    • 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] Research and Development of Future Radiation-Resistant Superconducting Magnets With Mineral Insulated REBCO Coils2020

    • 著者名/発表者名
      Iio Masami、Yoshida Makoto、Nakamoto Tatsushi、Suzuki Kento、Sugano Michinaka、Ogitsu Toru
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 30 号: 4 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2020.2966427

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development and Testing of HTS Coil With Ceramic Coated REBCO Conductor for High Radiation Tolerance2023

    • 著者名/発表者名
      Dhakarwal Mukesh
    • 学会等名
      MT-28 International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating Irradiated Superconducting Magnet Insulation Materials for Particle Accelerators and Other High-Dose Environments2022

    • 著者名/発表者名
      Reis Chris
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CORC 導体で構成されるコイルを対象とする数値電磁界解析における簡略化手法に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      曽我部友輔
    • 学会等名
      第101回2021年度春季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Irradiation effect on superconductivity of REBCO coated conductors2021

    • 著者名/発表者名
      Osami Iio
    • 学会等名
      27th International Conference on Magnet Technology (MT27)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Research and Development of Future Radiation-Resistant Superconducting Magnets With Mineral Insulated REBCO Coils2020

    • 著者名/発表者名
      Masami Iio
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research and Development of Future Radiation-Resistant Superconducting Magnets With Mineral Insulated REBCO Coils2019

    • 著者名/発表者名
      Masami Iio
    • 学会等名
      International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research and development of future radiation resistant accelerator magnets based on high temperature superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      飯尾 雅実
    • 学会等名
      6th International Conference on Magnet Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-10-12   更新日: 2025-01-30  

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