次期加速器用Ｎｂ３Ａｌ高磁場超伝導磁石の開発

• 研究課題/領域番号: 23340079
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 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, その他部局等, 名誉教授 (20044787)
• 研究分担者: 増澤 美佳 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (10290850) ; 多和田 正文 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (30300677) ; 菊池 章弘 物質・材料研究機構, 超伝導線材ユニット, 主席研究員 (50343877)
• 連携研究者: 中本 建志 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 (20290851)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2012年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 加速器 / 超伝導磁石 / 超伝導線材 / Nb3Al超伝導線材 / 超伝導マグネット / 超伝マグネット / Nb3Al 線材 / 超伝導材料 / Nb3Al線材

研究成果の概要

CERN-LHCのアップグレードなど次期加速器を目指したNb3Al高磁場超伝導磁石の開発を行った。具体的には長尺Nb3Al超伝導線材の製造技術の開発、Jc特性向上を目指した基礎研究、更にはNb3Al鞍型コイルの製作・試験を目標として研究を進めた。その結果、単長数百mのNb3Al線材を製作する事ができた。また、Jc特性に影響を与える製造パラメータに関する有益な情報も得られた。線材の製作が予定より遅れたため鞍型コイルの製作は出来なかったが、その代替としてNb3SnとNb3Alのレーストラックコイルからなるサブスケール磁石の冷却励磁試験を行い、これらコイルの各種特性データを得た。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of Al layer thickness on critical current density in transformation-processed Nb3Al superconductors (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Banno, K. Tsuchiya, T. Nakamoto, A. Kikuchi, T. Takeuchi, Y. Iijima, K. Tomita, S. Kato, K. Suzuki, T. Takao, K. Nakagawa
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity 巻: 25 号: 3 ページ: 6000204-6000204
  • DOI: 10.1109/tasc.2014.2359547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Test results of a Nb3Al/Nb3Sn subscale magnet for accelerator application (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Iio, Q. Xu, T. Nakamoto, K. Sasaki, T. Ogitsu, A. Yamamoto, N. Kimura, K. Tsuchiya, M. Sugano, S. Enomoto, N. Higashi, A. Terashima, K. Tanaka, R. Okada, N. Takahashi, Y. Ikemoto, A. Kikuchi, T. Takeuchi, G. Sabbi, A. Zlobin, E. Barzi
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity 巻: 25 号: 3 ページ: 4003405-4003405
  • DOI: 10.1109/tasc.2015.2390074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructural observation of transformed Nb3Al superconductors using TEM and Atom Probe Tomography (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Banno, T. Takeuchi, K. Tsuchiya
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity 巻: 24 号: 3 ページ: 8000104-8000104
  • DOI: 10.1109/tasc.2013.2283527
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Nb3Al and Nb3Sn Subscale Magnet (2013)
  • 著者名/発表者名: Masami Iio, Tatsushi Nakamoto, Qingjin Xu, Norio Higashi, Toru Ogitsu, Ken-ichi Sasaki, Akio Terashima, Kiyosumi Tsuchiya, Akira Yamamoto, Akihiro Kikuchi, Takeo Takeuchi, Gianluca Sabbi, Shlomo Caspi, Paolo Ferracin, Helene Felice, Ray R. Hafalia, Alexander V. Zlobin, Emanuela Barzi, Ryuji Yamada
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 23-3 号: 3 ページ: 4300605-4300605
  • DOI: 10.1109/tasc.2013.2243493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transformation heat treatment of Rapid Quenched Nb3Al precursor monitored in situ by high energy synchrotron diffraction (2013)
  • 著者名/発表者名: C. Scheuerlein, A. Ballarino, M. Di Michiel, X. Jin, T. Takeuchi, A. Kikuchi, K. Tsuchiya, K. Nakagawa, T. Nakamoto
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity 巻: 23 号: 3 ページ: 6000604-6000604
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2233257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of transformation-processed Nb3Al conductors to balance drawability and inter-filament decoupling (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Banno, T. Takeuchi, K. Nakagawa, Y. Sakurai, K. Tsuchiya
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity 巻: 23 号: 3 ページ: 6001004-6001004
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2235519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feasibility studies of 0.7 mm Nb3Al strands and Rutherford cable (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi et al.
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity 巻: 23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Applicability of reel-to-reel RHQ treatments to Nb3Al precursors with a Ta/Cu/Ta three-layer filament-barrier structure (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Takeuchi et al.
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Superconductivity 巻: 23
  • 査読あり
• [学会発表] 急熱急冷・変態法Nb3Al線材の臨界電流密度に与えるAl層厚の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤彰、土屋清澄、中本建志、伴野信哉、菊池章弘、竹内孝夫、飯島安男、富田浩介、鈴木恵子、高尾智明、中川和彦
  • 学会等名: 電気学会 超電動機器研究会
  • 発表場所: 東京 産業技術総合研究所臨海副都心センター別館
  • 年月日: 2015-01-21
• [学会発表] 急熱急冷・変態法Nb3Al線材のJcに与えるAl層厚の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伴野信哉、土屋清澄、中本建志、菊池章弘、竹内孝夫、富田浩介、加藤彰、鈴木恵子、高尾智明、中川和彦
  • 学会等名: 低温工学・超伝導学会
  • 発表場所: 東京 タワーホール船堀
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-28
• [学会発表] RHQ-NbAl超伝導線材の前駆体内JR-Nb/AlフィラメントにおけるAl厚の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木恵子、富田浩介、加藤彰、高尾智明、土屋清澄、伴野信哉
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 愛媛 愛媛大
  • 年月日: 2014-03-18 – 2014-03-20
• [学会発表] ２回RHQ処理を施したNb3Al線材の性能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 富田浩介、加藤彰、吉田雅史、高尾智明、土屋清澄、中本建志、菊池章弘、竹内孝夫、伴野信哉、飯島安男、二森茂樹、瀧川博幸、中川和彦
  • 学会等名: 電気学会 超電動応用電力機器研究会
  • 発表場所: 東京 成蹊大
  • 年月日: 2014-01-30 – 2014-01-31
• [学会発表] アトムプローブによる相変態Nb3Al相内のAl偏析の分布 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伴野信哉、竹内孝夫、土屋清澄
  • 学会等名: 低温工学・超伝導学会
  • 発表場所: 東京 タワーホール船堀
  • 年月日: 2013-05-13 – 2013-05-15
• [学会発表] Ta/Cu/Ta三層マトリックス構造のRHQT法Nb3Al線材の特性研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤彰 他
  • 学会等名: 平成２５年電気学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
• [学会発表] 銅安定化材付きNb3Al線材のダイス伸線の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 富田浩介, 他
  • 学会等名: 平成24年電気学会全国大会
  • 発表場所: 広島工業大学(広島県)
  • 年月日: 2012-03-21