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2020 年度 実績報告書

新材料MgB2と超伝導電流流体解析による新型アンジュレータ精密磁場制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17H01127
研究機関京都大学

研究代表者

紀井 俊輝  京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (30314280)

研究分担者 富田 優  公益財団法人鉄道総合技術研究所, 研究開発推進部, 担当部長 (40462915)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードアンジュレータ / 超伝導応用
研究実績の概要

2020年度では引き合続き6テスラソレノイドの磁場均一度の評価を実施し、今後の研究遂行に十分な均一度が得られてることを確認した。これらの成果について国際会議等で発表を行い、各国のアンジュレータ研究者との議論を開始する新たなきっかけとすることができた。実際の放射光施設への導入計画について議論を深め、2020年度から国際協力について協議を進めた。2021年度には具体的な共同研究のための交渉を進め、2022年3月にはスイスとの国際共同研究契約の締結に至った。
超伝導体試験片については複数の素材を出発原料として高精度な加工が可能な試験片の作成を進めた。アンジュレータ磁場測定のために半円状に機械加工を行い、その後手作業による追加工によりアレイ構築を行った。
磁場生成試験に関しては、2020年度後半にソレノイドの真空トラブルにより励磁不能となり、十分な計測を進めることができなかったが、3週間程度の真空排気期間を間に挟むことで計測可能な機会は限定されるものの磁場計測が可能であることが判明し、2021年度にMgB2アレイを用いて複数回のアンジュレータ磁場計測を実施し、希土類銅酸化物超伝導体アレイよりピーク磁場強度がそろった周期交替磁場が生成できることを実証できた。
数値計算に関しては、有限要素法によるアンジュレータ磁場分布の予測計算を進めた。メッシュサイズと計算リソース(メモリ・CPU)の問題は依然として非常に厳しい状況であり、精度は不十分である者の端部から中心部にかけての磁場分布を定量的に計算ができることを示せた。ただし、実験での到達目標である高精度な予測に関しては、現状の有限要素法では制度が不十分であり、端部の影響が出にくい中央付近の磁場分布推定への利用限定して活用することが妥当であると結論付けた。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学ポール・シェラー研究所(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      スイス連邦工科大学ポール・シェラー研究所
  • [学会発表] バルク超伝導体の新しい応用2022

    • 著者名/発表者名
      紀井俊輝
    • 学会等名
      第85回 KPSI セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] バルク超伝導体における超伝導遮蔽電流制御とその応用2022

    • 著者名/発表者名
      紀井俊輝
    • 学会等名
      大阪大学産業科学研究所附属量子ビーム科学研究施設 令和3年度成果報告会
    • 招待講演
  • [学会発表] バルク超伝導体アンジュレータにおけるバルクソーティングによるピーク磁場強度調整2022

    • 著者名/発表者名
      紀井俊輝
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回 年次大会
  • [学会発表] バルク超伝導体を用いた短周期・強磁場アンジュレータの可能性2021

    • 著者名/発表者名
      紀井俊輝
    • 学会等名
      2021年度ビーム物理研究会
  • [学会発表] バルク超伝導体アンジュレータのための3次元磁場分布計測システム2021

    • 著者名/発表者名
      紀井俊輝
    • 学会等名
      2021年度秋季低温工学・超電導学会

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公開日: 2022-12-28  

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