| 研究課題/領域番号 |
16K06237
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
中村 一也 上智大学, 理工学部, 准教授 (00407339)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 超伝導コイル / 安定性 / 核融合炉 / 共振現象 |
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| 研究実績の概要 |
JT-60SA用超伝導コイルは実証試験の段階まで進んでいる。日本が担当しているCSモジュールの設計概念はITERのCSモジュールと同一であるため，非常に重要な位置づけとなっている。JT-60SA計画で使用される超伝導導体により作製された超伝導コイル及びコイル間接続部を用いて，種々の条件にて性能を評価する。それらのデータをもとに超伝導コイルの損失及び安定性を確認し，併せて理論的な解析を実施して試験結果との比較検討を行うことを目的とした。平成28年度に研究実績の概要を以下に示す。
(1)CSモジュールにおける共振特性評価(試験・解析)：超伝導コイルを安定的に運転するには、温度の安定性（交流損失）に加え運転時の耐電圧評価も重要としている。JT-60SA CSの共振特性に着目し，CSのターン間及び層間の共振特性と導体間の耐電圧を評価した。CSモデルコイルを用い，共振特性試験を行った結果をもとに解析モデルを作成し，CSモジュール(12層まで)のターン間及び層間の共振特性と導体間電圧の関係性を評価した。CSモジュールの電源での主要な周波数領域では導体間の絶縁の耐電圧を超えることはないことが示された。
(2)CSモジュールの冷却安定性評価：大型コイルでは冷却の効率化を図るために，冷媒供給量の最適化と熱負荷変動の吸収方法を検討しなくてはならない。CSモジュールの熱負荷変動を考慮して冷却系統をモデル化し最適な冷媒供給を調査した。平成28年度は冷却系統モデルを作成するソフトを購入し，モデル作成を行った。
(3)CSモジュール試験：量子科学研究開発機構で作製されたCSモジュールを核融合科学研究所にて励磁試験及び全体に生じる交流損失測定を行った。交流損失解析モデルの作成に用いる基礎データを取得した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成28年度に計画していた(1)CSモジュールにおける共振特性評価（2）CSモジュールの冷却安定性評価は遂行することができた。また平成29年度に予定していたCSモジュール試験も平成28年度に実施することができたため，おおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，平成28年度に取得したCSモジュールにおける共振特性評価(試験・解析)及びCSモジュール試験結果（励磁試験・交流損失測定）をもとに，解析モデル(CSモジュールの詳細な共振特性評価・交流損失)を作成する。超伝導導体部及び導体間接続部のモデル化を行うことで、超伝導コイル内の電磁現象を詳細に解析し、絶縁破壊及び交流損失の発生メカニズムを検証する予定である。また，上記の熱負荷をもとにCSモジュールの熱負荷変動を考慮した冷却系統をモデル化し最適な冷媒供給を平成29年度後半以降に調査する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初購入予定としていた解析ソフトを同等の機能を有する別の解析ソフトに変更したところ，予定金額よりも安く購入することができたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度に必要になる消耗品購入に充てる予定である。
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