| 研究分担者 |
船木 和夫 九州大学, 工学部, 助教授 (60091352)
竹尾 正勝 九州大学, 工学部, 教授 (70037951)
山本 純也 大阪大学, 低温センター, 助手 (00029208)
塚本 修巳 横浜国立大学, 工学部, 教授 (30017975)
谷 順二 東北大学, 高速力学研究所, 教授 (30006192)
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| 研究概要 |
核融合装置の超電導化において強く要請されている超電導マグネットの高電流密度化を実現するために, 導体に多量の安定化材を使用する即来の安定化法にかわる新しい安定化技術を確立することを目指して, (A)超電導マグネット内の機械的擾乱の定量化と抑制, (B)超臨界圧ヘリウムによる新しい冷却法の開発, (C)超電導マグネットのクエンチ機構と保護対策, 等の項目を重点的に検討した. 以下に, 項目別に本年度の主な成果を示す.
(1)超電導マグネットにおける導体のずれによる擾乱エネルギーの定量化について検討した. 超電導体の機械的特性やスペーサ間隔と擾乱の大きさとを関連させた導体のずれのモデルを提案し, その有効性を実験的に示した. さらに, 擾乱エネルギーを抑制するための導体構造を明らかにした.
(2)突発的な導体のずれや構造体の微少破壊に伴う温度上昇や変位を定量的に測定するセンサとして, 高磁界・変動電流の近傍で使用可能な変位センサ, 温度分布を測定できる微小な温度センサアレイ等の開発を行った.
(3)耐電圧特性が良好な単相冷媒の特長と簡便な液浸冷却を組合わせた超臨界圧ヘリウム浸漬冷却特性測定装置を開発し, 動作特性を検討した.
(4)超臨界圧ヘリウムによる強制冷却ホローコンダクタに対する許容熱負荷を実験的に定量化し, 熱負荷パターンと安定性との関係を明らかにした. 又, CableーinーConduit型コイルの冷却法, クエンチ時の挙動等を詳細に検討した.
(5)超電導マグネットにおける軸対称の構造解析コードを作成し, 熱収縮による応力分布を計算した. その結果, 剪断応力なひずみエネルギー密度は巻枠と線材が接するカド部で大きくなることが明らかになった.
(6)大型低損失導体である超電導撚線ケーブルに対して, 低損失化と安定化の両面から決まる最適構造を提案した. 又, 撚線ケーブル特有の常電導転移現象のメカニズムを明らかにした.
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