| 研究課題/領域番号 |
21H01100
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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15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 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 |
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研究代表者 |
槇田 康博 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, 教授 (30199658)
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| 研究分担者 |
近藤 良也 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, シニアフェロー (30391775)
川井 正徳 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, 先任技師 (50391735)
谷貝 剛 上智大学, 理工学部, 教授 (60361127)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | ニホウ化マグネシウム / アルミ安定化超伝導線 / クエンチ / ニホウ化マグネシウム超伝導線 / クエンチ検出器 / アルミ安定化 / 超伝導ソレノイド / クエンチ保護 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超伝導転移温度39 Kのニホウ化マグネシウム(MgB2)超伝導線に注目し、従来のニオブチタン超伝導線で製作された粒子検出器用薄肉超伝導ソレノイドよりもより粒子透過性に優れたソレノイドの開発を目指している。MgB2はNbTiよりも物質量が低く粒子透過性が良いだけでなく、臨界温度が高いため真空断熱極低温容器（クライオスタット）から輻射熱シールドを除いても十分超伝導状態に保たれる。モデルシステムを作成し、これらの実証をする。一方で、臨界温度が高いためかえってクエンチ検出が遅れ、クエンチ保護の失敗が心配されており、よりクエンチ検出感度の向上を高める改良も進めていく。
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| 研究成果の概要 |
素粒子検出器への応用を目標に、通常のニオブチタンによる超伝導磁石より粒子透過性に優れたニホウ化マグネシウムによる超伝導磁石の開発を進めている。ダブルパンケーキタイプ及び薄肉ソレノイドタイプのテストコイルを製作し、クエンチ試験を実施した。温度マージンが大きくなるため、ニオブチタン磁石と比べクエンチの発展、すなわち抵抗性電圧の増大が非常に緩やかであることが観測された。
素粒子検出器向けにはアルミ安定化超伝導線が必要になると考え、ハンダ付けでアルミ安定化材を付加したニホウ化マグネシウム超伝導線を作成し、その安定性とアルミへの電流再分配を測定した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超伝導転移温度39 Kのニホウ化マグネシウム（MgB2)超伝導線材に注目して、粒子検出器用の超伝導磁石開発に取り組んでいる。テストコイルを製作してクエンチ試験を行い、普及しているニオブチタン超伝導線による磁石との比較をした。他の高温超伝導テープ線材のようにクエンチ後の超伝導特性の劣化は見られなかったことは、MgB2磁石の利点となる。次にこれまでの粒子検出器用磁石と同様に、アルミ安定化材を付加したMgB2サンプル線を製作し、超伝導安定性とクエンチ安全性が向上することを確認した。この試験の際に、小型ホール素子の格子を作成してアルミ安定化材中の電流再分配を磁場変化を通して観察することに成功した。
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