| 研究課題/領域番号 |
19J11812
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
末富 佑 千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 高温超伝導磁石 / 数値解析 / 電気回路計算 / 熱伝導計算 / NMR / 熱暴走 / 磁石保護 / 層内無絶縁法 / 超高磁場 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界最高性能である1.3GHzの超高磁場NMR装置の開発を目指す。NMR装置はタンパク質等の分子構造を非破壊で解析する事ができる装置であり、1.3GHz級の高性能なNMR装置によって、年間約15兆円の社会コストを要するアルツハイマー病の根本治療法の開発が期待される。
1.3GHzのNMR装置は30.5テスラという超高磁場の発生が必要であり、高温超伝導を用いた電磁石が必須である。高温超伝導電磁石の主な課題は熱暴走という熱的破壊現象であり、これに対する保護技術が求められるが、未だ技術構築がされていない。この保護技術に関して、層内非絶縁法という新たな手法を提案し、実機実装レベルの技術構築を目指す。
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| 研究実績の概要 |
昨年度取得した高磁場高温超伝導コイル保護動作試験データを基にして、本研究で提案するintra-layer no-insulation(LNI)法を用いた高温超伝導コイルの熱的・電磁気的挙動を解析可能な数値解析モデルを構築した。また、構築した解析モデルを用いて、昨年度取得した試験データの詳細な分析を実施した。解析結果は、保護動作時のコイル巻線内部最大電磁力・温度が、使用している高温超伝導線材の許容値以下こ抑えらている事を示しており、試験結果同様にコイルが保護される事を示していた。また、保護動作を支配するパラメータを明らかにするため、申請者が提案するコイル方式に特徴的なパラメータである接触抵抗率に着目して追加の数値解析を実施した。この結果、定性的には、接触抵抗率が低いと保護動作時の巻線内部最大電磁力が大きくなり、接触抵抗率が高いと保護動作時の巻線内部最大温度が高くなる、トレードオフな関係が見いだされた。コイルを確実に保護するためには、接触抵抗率の値を適切な範囲に制御する事が必要である。これは、今後の高磁場高温超伝導コイルの設計に向けて大きな指針となる知見である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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