| 研究課題/領域番号 |
16H04621
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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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 |
菱沼 良光 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00322529)
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| 研究分担者 |
嶋田 雄介 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20756572)
田中 照也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30353444)
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)
小黒 英俊 東海大学, 工学部, 講師 (90567471)
田村 仁 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20236756)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 核融合 / Nb3Sn線材 / 高強度化 / 固溶強化 / 臨界電流密度 / 応力・歪み効果 |
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| 研究成果の概要 |
核融合原型炉応用に向けた超伝導マグネットの「高電流・高電磁力化」の設計要求に対して、巨大な熱的・機械的応力や歪み印加に耐え得る高強度Nb3Sn線材開発を実施した。我々は既存概念でない「Cu合金の相変態論に基づく内部マトリックス強化」という新しい概念の高強度ブロンズ法Nb3Sn線材を提案し、Cu-Sn-In及びCu-Sn-Zn三元系合金を母材とした内部強化ブロンズ法Nb3Sn線材を実証した。
内部強化ブロンズ法Nb3Sn線材の臨界電流特性における引張応力・歪み印加依存性はこれまでに最高の高強度を示したCuNb合金補強線材よりも改善され、高強度Nb3Sn線材の新しい可能性を示した。
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| 自由記述の分野 |
核融合工学、超伝導材料工学、金属材料工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
世界的に見ても例がない線材構成である三元系ブロンズ合金を用いた内部マトリックス補強Nb3Sn線材を実験的に示し、新しい高強度Nb3Sn線材を実証した。この内部マトリックス強化は、Nb3Sn線材の最大の弱点である機械特性の改善に対して直接的に寄与する手法であり、高磁場・高電磁力が想定される核融合原型炉への適用も可能な新しいNb3Sn線材と考えられ、大変意義深い成果が得られた。
また、本研究成果は、核融合工学の進展だけでなく、高強度Nb3Sn線材を要する超大型強磁場マグネットを必要する大型加速器科学や重粒子線医療にも大きく貢献する可能性がある。
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