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LHCルミノシティーアップグレードのための高磁場超伝導マグネットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20025008
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
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

土屋 清澄  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 (20044787)

研究分担者 竹内 孝夫  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料センター, グループリーダー (80354299)
山本 明  , 超伝導低温工学センター, 教綬 (30113418)
中本 建志  , 超伝導低温工学センター, 准教授 (20290851)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
2009年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2008年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード加速器 / 素粒子実験 / 超伝導材料 / 超伝導マグネット / Nb3A1超伝導線 / 超電導マグネット
研究概要

LHCルミノシテイーアップグレード用高磁場マグネットの開発のための線材としてNb3A1線材の開発を進めた。具体的には、磁気的不安定性を押さえたTaマトリックスNb3A1線材を用いて27本撚りラザフォードケーブル(充填率85%)を試作した後、各素線を取り出して、その超伝導特性を調べた。その結果、1) 素線の臨界電流値は、ケーブル化前後で差はなく、ケーブル化による特性劣化はない、2) 素線のn-値もケーブル化により劣化することはないことがわかった。さらに、素線製作時の断線を減らし、製作の信頼性を上げるため、各種製作パラメータを変えた線材試作研究を行った。その結果を基に前駆体線材(1.35mmφ)を製作したところ、長さ300mの線材を無断線で製作することが出来た。その後、この線材をケーブル製作用に0.7mmφまで伸線加工し、約700mの線材を製作した。これにより、信頼性のある線材製作法がほぼ確立されたと思われる。また、製作過程の各段階における線材寸法についても調査し、最終線径は2~3μm(標準偏差)の精度で製作出来ることが確認できた。
製造工程を簡略化したNb3A1線材の試作研究では、線材の製作は問題無くでき、伸線性も良好であることが明らかとなった。然し乍ら、急熱急冷処理で加熱が安定して行えないと言うトラブルが発生した。その調査の結果、フィラメント外周部のTaバリア厚が十分でなかったことなどが判明し、今後、この種の線材製作を行う上での重要事項が明らとなった。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Development of Ta-matrix Nb3Al wire for next-generation accelerator magnet2009

    • 著者名/発表者名
      K.Tsuchiya et.al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Appl.Superconductivity Vol.19(3)

      ページ: 2674-2677

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and loading test results of 21 T@4.2K magnet using RHQT Nb3Al insert coils2009

    • 著者名/発表者名
      T.Takeuchi et al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Appl.Superconductivity Vol.19(3)

      ページ: 2661-2664

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Cu stabilized Nb3Al strands with low Cu ratio2009

    • 著者名/発表者名
      A.Kikuchi et al
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Appl.Superconductivity Vol.19(3)

      ページ: 2678-2781

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Status and perspective of the Nb3A1 development2008

    • 著者名/発表者名
      T. Takeuchi
    • 雑誌名

      Cryogenics 48

      ページ: 371-380

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimization of the hysteresis loss and low-field instability in technical Nb3A conductors2008

    • 著者名/発表者名
      N. Banno
    • 雑誌名

      Supercond. Sci. Technol. 21

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] バリア型Cu内部安定化・急熱急冷変態法Nb3Al線材の超伝導特性2009

    • 著者名/発表者名
      竹内孝夫, 他
    • 学会等名
      2009年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館
    • 年月日
      2009-11-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nb3Al strand and cable R&D for 13T Nb3Al/Nb3Sn magnet2009

    • 著者名/発表者名
      菊池章弘, 他
    • 学会等名
      2009年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      早稲田大学 国際会議場
    • 年月日
      2009-05-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nb マトリックス RHQ 法 Nb3A1 超伝導線材の開発2009

    • 著者名/発表者名
      黒田義隆
    • 学会等名
      平成21年 電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学高等教育機能開発総合センター
    • 年月日
      2009-03-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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