| 研究課題/領域番号 |
20H01884
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14020:核融合学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
伊藤 悟 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60422078)
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| 研究分担者 |
田村 仁 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20236756)
西島 元 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (30333884)
松山 成男 東北大学, 工学研究科, 教授 (70219525)
柳 長門 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (70230258)
宍戸 博紀 東北大学, 工学研究科, 助教 (90827792)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | 核融合学 / 分割型高温超伝導マグネット / REBCO線材 / 接合抵抗 / クエンチ検出 / 照射特性 / 電磁・マグネット / 高温超伝導 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核融合炉の巨大で複雑な超伝導マグネットの製作課題を解決する先進設計案として、組立・分解を可能とする分割型高温超伝導マグネットを提案している。本研究では、1) 強磁場・照射環境を踏まえた接合特性詳細分析、2) 強磁場用超伝導センサー製作とクエンチ検出特性影響因子の解明、3) 放射化計算に基づく分割型高温超伝導マグネット保全シナリオ検討、を通して、強磁場・照射特性を踏まえた分割型高温超伝導マグネットの建設・運用・保全シナリオの構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
分割型高温超伝導核融合マグネットの建設・運用・保守の検討のために，1) 強磁場・照射環境における線材・接合特性の詳細評価，2) 強磁場用超伝導クエンチセンサ製作とクエンチ検出特性影響因子の解明，3) 強磁場・照射環境を踏まえた分割型高温超伝導マグネットの設計・保守の検討，を行った．1)ではREBCO線材内部の層間抵抗の温度・磁場依存性の取得，液体窒素温度で陽子線照射したREBCO線材の臨界電流特性の取得に成功した．2)ではNb-Tiセンサを用いた各種REBCOコイルのクエンチ検出を実証し，Nb3Alセンサの開発に取り組んだ．3)ではマグネット設計に対して磁場・照射が与える影響を評価した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
将来の核融合炉のためには，強磁場・照射環境を踏まえた分割型高温超伝導マグネットの建設・保守・運用を考える必要があり，本成果はそれに資するものである．また本研究は世界で初めてREBCO線材内部の層間抵抗の温度磁場依存性を非破壊評価し，そこから抵抗発生メカニズム解明に向けた仮説を立てるに至った．本研究で行ったREBCO線材の照射特性は核融合マグネットの課題抽出をするために重要な知見である．さらに磁場環境下でのREBCOコイルの早期クエンチ検出の原理実証と強磁場用超伝導クエンチセンサ開発により，強磁場環境における早期クエンチ検出技術確立への課題抽出を行うこともできた．
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