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2017 年度 実績報告書

次世代加速器用高温超伝導磁石の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03667
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  大学共同利用機関法人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  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (30300677)
大内 徳人  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (50194080)
菊池 章弘  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (50343877)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超伝導磁石 / 高温超伝導線材 / REBCO線材 / 加速器
研究実績の概要

欧州原子核共同研究機構(CERN)の次期計画として検討が進められている超大型加速器 Future Circular Collider(FCC)や米国で検討されているミューオンコライダー用の高磁場磁石、我が国のSuperKEKB加速器のルミノシティー向上用特殊六極磁石などに向け、第二世代の高温超伝導線材であるREBCO線材を用いた小型六極磁石の開発およびREBCO線材の低温、高磁場下での超伝導特性データの収集を行った。その具体的内容は以下の通りである。1)REBCO線材を用いた6個の矩形コイルを試作し、鉄ヨークを配した高温超伝導6極磁石を開発・製作した。さらに、液体窒素で冷却して通電試験、磁場測定も行った。ここで開発した磁石は、冷却によるコイル特性の劣化や線材内部に誘起される遮蔽電流による磁場の乱れも無く、加速器の要素として使用する上で大きな問題はないことが確認された。然し乍ら、実用超伝導磁石を目指すには、より高精度のコイル製作法の開発、磁石を 20~30 Kに冷却する小型冷凍機冷却のクライオスタット開発およびその中での各種通電試験と健全性確認が必要であると思われる。2)将来の高磁場磁石の基礎開発の一端として、市販の各種REBCO線材の低温、高磁場(4.2 K, B<18 T)下での臨界電流測定や臨界温度測定を行い、市販REBCO線材の特性を明らかにした。これらの結果は、今後の磁石開発に用いる線材選択に貴重な情報となるものと思われる。さらに、線材の微細断面観察を通じて各種線材の超伝導特性と微細組織の関係を調査し、線材性能を向上させるためのヒントを探った。

現在までの達成度 (段落)

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Prototype HTS sextuple magnet for SuperKEKB interaction region2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tsuchiya, S. Fujita, A. Terashima, X. Wang, Y. Arimoto, M. Masuzawa, N. Ohuchi, M. Tawada, A. Kikuchi, M. Daibo, Y. Iijima,
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 29 (5) ページ: 4002604

    • DOI

      10.1109/TASC.2019.2898329

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Splice resistance measurements of REBCO tapes for a REBCO sextuple magnet2019

    • 著者名/発表者名
      X. Wang, M. Uchida, K. Tsuchiya, A. Terashima, T. Takao, A. Kikuchi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 29 (5) ページ: 8800905

    • DOI

      10.1109/TASC.2019.2908603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical current measurement of commercial REBCO conductors at 4.2 K2017

    • 著者名/発表者名
      K. Tsuchiya, A. Kikuchi, A. Terashima, K. Norimoto, M. Uchida, M. Tawada, M. Masuzawa, N. Ohuchi, X. Wang, T. Takao and S. Fujita
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: 85 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.cryogenics.2017.05.002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高Ic化に向けたCoated Conductorsの微細組織2019

    • 著者名/発表者名
      一瀬 中、土屋清澄、菊池章弘、小黒英俊
    • 学会等名
      2019年 第66回 応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] REBCO線材の4.2 K、垂直および平行磁場下における臨界電流測定2018

    • 著者名/発表者名
      西岡美紀、則本知哉、内田 聖、古川 大、高尾智明、土屋清澄、寺島昭男、王 旭東、菊池章弘
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
  • [学会発表] 市販REBCO線材の臨界温度の比較2018

    • 著者名/発表者名
      西岡美紀、土屋清澄、菊池章弘、平田和人、有沢俊一、王 旭東、高尾 智明、一瀬 中、小黒英俊
    • 学会等名
      2018年度春季 低温工学・超伝導学会
  • [学会発表] 加速器用HTSマグネットの開発(6-3)-77Kと4.2K高磁場下におけるREBCO線材の接続抵抗特性―2018

    • 著者名/発表者名
      王 旭東、寺島昭男、土屋清澄、菊池章弘、内田 聖、高尾 智明
    • 学会等名
      2018年度春季 低温工学・超伝導学会
  • [学会発表] 加速器用HTSマグネットの開発(6-2)-SuperKEKB用REBCO六極マグネットの試作―2018

    • 著者名/発表者名
      藤田真司、飯島康裕、土屋清澄、王 旭東、寺島昭男、大内徳人、多和田正文、増澤 美佳、菊池 章弘
    • 学会等名
      2018年度春季 低温工学・超伝導学会
  • [学会発表] 加速器用HTSマグネットの開発(6-1)-全体概要2018

    • 著者名/発表者名
      土屋清澄、寺島昭男、王 旭東、大内徳人、多和田正文、増澤美佳、菊池章弘、藤田真司
    • 学会等名
      2018年度春季 低温工学・超伝導学会
  • [学会発表] 加速器用HTSマグネットの開発(7-2)-77 Kと4.2 Kでの磁場測定-2018

    • 著者名/発表者名
      有本 靖、土屋清澄、王 旭東、植木竜一、寺島昭男、川井正徳、宗 占国、大内徳人、増澤美佳、多和田正文
    • 学会等名
      2018年度秋季 低温工学・超伝導学会
  • [学会発表] 加速器用HTSマグネットの開発(7-1)-77 Kと4.2 Kにおける六極モデルマグネットの励磁試験-2018

    • 著者名/発表者名
      王 旭東、土屋清澄、有本 靖、寺島昭男、川井正徳、宗 占国、大内徳人、増澤美佳、多和田正文、菊池章弘、藤田真司
    • 学会等名
      2018年度秋季 低温工学・超伝導学会
  • [学会発表] Prototype HTS Sextupole Magnet for SuperKEKB Interaction Region2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyosumi Tsuchiya, Shinji Fujita, Akio Terashima, Xudong Wang, Mika Masuzawa, Norihito Ohuchi, Masafumi Tawada, Akihiro Kikuchi, Yasuhiro Iijima
    • 学会等名
      2018 Applied Superconductivity Conference, Seattle
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical current measurement at 4.2 K in parallel field on various commercial REBCO conductors2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyosumi Tsuchiya, Akihiro Kikuch, Mio Uchida, Miki Nishioka, Xudong Wang, Akio Terashima, Tomoaki Takao, Ataru Ichinose, Hidetoshi Oguro
    • 学会等名
      2018 Applied Superconductivity Conference, Seattle
    • 国際学会
  • [学会発表] Splice resistance characteristics of REBCO coated conductor at 77 K and 4.2 K2018

    • 著者名/発表者名
      Xudong Wang, Mio Uchida, Kiyosumi Tsuchiya, Akio Terashima, Tomoaki Takao, and Akihiro Kikuchi
    • 学会等名
      2018 Applied Superconductivity Conference, Seattle
    • 国際学会
  • [学会発表] 加速器用HTSマグネットの開発(5)-SuperKEKB衝突点用六極マグネットのコイル試作-2017

    • 著者名/発表者名
      藤田真司、武藤翔吾、飯島康裕、直江邦浩、大内徳人、多和田正文、寺島昭男、増澤美佳, 王 旭東、土屋清澄、菊池章弘
    • 学会等名
      2017年度秋季 低温工学・超伝導学会
  • [学会発表] 4.2K、平行磁場下におけるREBCO線材の臨界電流測定2017

    • 著者名/発表者名
      土屋清澄、寺島昭男、王 旭東、菊池章弘、則本知哉、内田 聖、高尾智明
    • 学会等名
      2017年度秋季 低温工学・超伝導学会

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公開日: 2019-12-27  

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