| 研究課題/領域番号 |
05452180
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電力工学・電気機器工学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
佐藤 隆 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助教授 (80225961)
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| 研究分担者 |
岩本 晃史 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (00260050)
田村 仁 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (20236756)
高畑 一也 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助手 (10216773)
三戸 利行 核融合科学研究所, 装置技術研究系, 助教授 (10166069)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| キーワード | ミクロ安定性 / 超伝導マグネット / 密巻マグネット / CICC / 超伝導素線 / 電流転流現象 / ポロイダルコイル / スケーリング則 |
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| 研究概要 |
1.密巻超伝導マグネットのミクロ安定性
(1)密巻超伝導マグネットの安定性理論(表面雑誌論文No.1)の適用範囲の確認を目的として、巻線内径90mmの非含浸密巻コイル2種を、超伝導素線のCu-SC比をパラメータとして作成した。クエンチ試験とヒ-タ加熱試験を行い、それらコイルの巻線電流密度と限界熱擾乱量を測定した。
(2)密巻超伝導マグネットのGFRP巻枠の熱膨張係数(常温・極低温間)を測定した。このデータとコイルの巻線・冷却・励磁時の歪測定値を用い、密巻マグネットの安定性の解析を今後行う。
2.CICCマグネットのミクロ安定性
(1)密巻超伝導マグネットの安定性理論をCICCマグネットに適用して提案した実用的設計基準(論文No.4)に基づいて、核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)用ポロイダルコイル3種(IV、IS、OVコイル)を設計製作した。IVコイル1台(IV-L)の第1回冷却励磁試験では冷却不十分のため2.2kAの励磁にとどめたが(論文No.5、No.6)、第2回試験を1995年12月に行い、SHe冷却したIV-Lをクエンチなしに定格電流20.8kAまで通電し、この設計基準と絶縁なし銅基材超伝導素線採用の妥当性を実証した。その成果は1996年5月のICEC16で口頭発表した。
(2)LHDポロイダルコイル用CICC短試料と16ターンコイルにおいて、素線数本および素線全数をパルス加熱した場合の安定化特性を測定し、限界熱擾乱量を求めた(論文No.2、No.3)。
(3)CICC内の電流分布不安定性に関する基礎実験を2本撚線にて行い、ヒ-タ加熱によるクエンチと電流転流の定量的データを取得し、その限界熱擾乱量を見いだした(論文No.7)。
3.LHe直接冷却超伝導マグネットのミクロ安定性
LHe直接冷却超伝導マグネットの限界擾乱発熱密度の解析を行い、安定化基準として擾乱等価電流を提案し、96ASCで発表した。
4.超伝導マグネットのスケーリング則
密巻、LHe直接冷却、CICCの各超伝導マグネットの巻線電流密度iと安定率の蓄積エネルギーE依存性をまとめた。測定データからはi∝E^kにおいてk=-1/5〜-1/7が得られた。LHe直接冷却超伝導マグネットについては、完全安定性とコイル保護の条件からk=-1/7が計算された。
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