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2005 年度 実績報告書

14MeV中性子照射による超伝導材料の超伝導特性変化の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 16560725
研究機関核融合科学研究所

研究代表者

西村 新  核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 教授 (60156099)

研究分担者 菱沼 良光  核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (00322529)
竹内 孝夫  物質・材料研究機構, 超伝導材料研究センター, ディレクター (80354299)
妹尾 和威  核融合科学研究所, 炉工学研究センター, 助手 (70370137)
キーワード14MeV中性子 / Nb3Sn線 / Nb3Al線 / 超伝導線材 / 極低温照射 / 純銅線 / 抵抗値変化 / 照射損傷
研究概要

小型冷凍機を用いて試料温度はほぼ4.5Kに保持した状態で、14MeVの中性子照射を行った。照射を行った試料は、タフピッチ銅線、無酸素銅線、Nb3Al線、Nb3Sn線である。温度計測素子としてCernox抵抗温度計を用いたが、同時に、PtCo温度計、AuFe-クロメル熱電対も設置し、中性子環境中でのそれらの動作を検証した。室温空間には、ガラス繊維強化プラスティック(G-10CR)、InSbホール素子、Nb3Sn、Nb3Al線材を配置し、それぞれの特性変化に及ぼす中性照射の影響を検討した。平成16年度の照射では、第1回目5.35x10^<17>n、2回目2.54x10^<17>n、平成17年度(通算3回目)では4.91x10^<17>nの中性子を発生させ、試料に照射した。
主要な結果は以下の通りである。
(1)純銅線の中性子照射による抵抗値の増加は、両対数グラフ上でこれまでの結果とほぼ同じ所にプロットされ、照射量の増加に伴い抵抗値は増加する。
(2)臨界温度(Tc)の低いNb3Al線材では、10^<20>n/m^2程度の14MeV中性子の照射によりTcの更なる低下が認められた。Tcが高いNb3AL線材では同じ量の照射に対してこのような低下は認められていない。
(3)これまでに公表されている実験結果は、超伝導特性の変化を中性子照射総量を変数として整理されている。従ってエネルギースペクトルの異なる中性子の照射総量では、原子炉照射とD-T反応による14MeV中性子照射との結果を統一的に表示することが出来ない。それらの結果をはじき出し量(Displacement per atom、 dpa)で整理した場合、原子炉照射、14MeV単色中性子照射いずれの場合も、10^<-3>dpa以上で臨界電流の変化が現れ、10^<-2>dpa以上で臨界電流は照射前の値より悪くなる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] Nuclear technology and potential ripple effect of superconducting magnets for fusion power plant2006

    • 著者名/発表者名
      西村新, 室賀健夫, 竹内孝夫, 西谷健夫, 森岡篤彦
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 1675-1681

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 14MeV Neutron Irradiation Effect on Superconducting Magnet Materials for Fusion Device2006

    • 著者名/発表者名
      西村新, 菱沼良光, 妹尾和威, 田中照也, 室賀健夫, 西嶋茂宏, 他6名
    • 雑誌名

      Advances in Cryogenic Engineering 52

      ページ: 208-215

  • [雑誌論文] Design, Fabrication and Installation of Cryogenic Target System for 14 MeV Neutron Irradiation2005

    • 著者名/発表者名
      西村新, 菱沼良光, 田中照也, 室賀健夫, 西嶋茂宏, 他5名
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 75-79

      ページ: 173-177

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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