| 研究課題/領域番号 |
11210209
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| 研究機関 | 文部科学省核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
三戸 利行 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (10166069)
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| 研究分担者 |
今川 信作 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (10232604)
山田 修一 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (50249968)
西村 新 核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 教授 (60156099)
柳 長門 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (70230258)
高畑 一也 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (10216773)
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| キーワード | 高温超伝導 / 電流リード / 核融合 / 超伝導コイル / Bi2212 / Bi2223 / HTS / 国際研究者交流 |
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| 研究概要 |
超伝導工学は、核融合炉実現に必要不可欠な要素技術として重要視されており、総合的かつ系統的な開発研究が必要とされている。本研究は、核融合実験装置への超伝導実応用研究の推進により、年駆的な研究開発の役割を果たすと共に、幅広い分野への超伝導応用工学の発展を期待するものである。核融合研では、ヘリカルコイルを温度3Kの過冷却ヘリウムで冷却することにより、安定な高磁場運転を可能にして実験可能な磁場配位を広げることにより、プラズマ・パラメーターの更なる向上を目指している。この際の電流増加及び超伝導コイルの運転温度低下による熱侵入量の増加は、直接低温システムの冷凍負荷増大となる。しかし、従来の常伝導体を用いた電流リードを高温超伝導体を用いた電流リードに置き換えることにより、電流リードの熱負荷を従来の1/4に低減でき、トータルとして低温システムの熱負荷増大を低減することが可能となる。拡散法Bi2212バルク材を用いた高温超伝導電流リードは、その形状を自由に選べることから、高温超伝導体の臨界電流密度が低い高温端では断面積を大きくし、臨界電流密度が高い低温端では断面積を小さくすることにより、従来の断面積一定の高温超伝導電流リードと比べて熱侵入量を低減しかつ高い安定性・安全性を両立できる理想的な電流リードを構築するととが可能である。ドイツ・カールスルーエ研究所で開発された電流リード最適化プログラム(CUL-LEAD)を機械的な補強や高温超伝導が常伝導転移した場合の保護回路等を設けた、理想的な電流リードの設計が行えるよう改良・発展した。更に、アルミナ繊維で補強した拡散法Bi2212の大型バルク材の通電実験を行い、安定な通電に成功して、電流リードの基材となる材料の開発に成功した。また、大型超伝導コイルの超流動ヘリウム冷却技術に関して、フランスのグルノーブル研究所、カダラッシュ研究所、サックレー研究所及びスイスの欧州原子核共同利用研究所(CERN)の超流動ヘリウム冷却技術の調査研究を継続して実施した。
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