| 研究課題/領域番号 |
18390334
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
畑中 吉治 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (50144530)
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| 研究分担者 |
酒見 泰寛 東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 教授 (90251602)
福田 光宏 大阪大学, 核物理研究センター, 助教授 (60370467)
依田 哲彦 大阪大学, 核物理研究センター, 助手 (30372147)
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| キーワード | 高温超伝導磁石 / 臨界電流 / 交流励磁 / ヒステリシス損失 |
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| 研究概要 |
シミュレーション計算に基づき、照射野形成装置の全体設計を行った。高温超電導線の臨界電流はコイルにかかる垂直方向の磁束に強く依存する。安定な動作を確保するためには、コイルの幾何学的配置を数値計算により最適化する必要がある。有限要素法電磁場解析プログラム(TOSCA)を用いて(x, y)2方向空芯コイル発生磁場の数値解析を行った。決定されたコイル形状から電磁気力を求め、コイル支持部の機械的設計を行った。
今年度は、高温超伝導線材を用いて空芯コイルを製作した。個々のダブルパンケーキに対し、液体窒素温度(77K)での自己磁界臨界電流値を測定した。すべてのパンケーキに対して、線材の負荷曲線に基づく計算値と矛盾のない結果が得られた。これから、巻き線時に線材の損傷がないことが確認された。3個のダブルパンケーキを接続してコイル形状にまとめた。この際、熱負荷解析に基づいて冷却板の形状を設計し、ダブルパンケーキとともにガラス樹脂で含浸固定を行った。一体化されたコイルについても液体窒素温度での自己磁界臨界電流値を測定し、良好な結果が得られた。
本研究では、粒子線をスキャンするために電磁石を交流励磁する。超伝導磁石を交流励磁する場合には、電磁誘導によるコイルの発熱以外に、超伝導材に特有な大きなヒステリシス損失が発生する。ニュージーランドのIRL研究所を訪問し、特にコイルの交流励磁についての問題点を議論し、情報を収集した。同時に、海外研究協力者Donald Pooke氏とともに、液体窒素温度でコイルの交流損失を測定した。
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