| 研究課題/領域番号 |
19K15204
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
長崎 陽 東北大学, 工学研究科, 助教 (60823747)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 磁気クローク / 超電導磁気シールド / 高温超電導 / 放射線シールド / 宇宙応用 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、宇宙機用磁気シールドシステム構築を目的として、磁気クロークの磁気遮蔽能力の向上を図り、磁気クロークによる磁気シールド技術の確立を目指す。本年度は宇宙機用磁気シールドシステムに適した超伝導磁気シールドおよび強磁性体の最適な組み合わせ方法について解析的および実験的に検討を行った。超伝導テープ線材で構成される超伝導シールド・強磁性体の形状を設計パラメータとし、有限要素法を用いて様々な構成の磁気シールド内への磁場侵入量およびシールド外の磁場分布を明らかにした。解析の結果、超電導シールドは上下部分の超伝導テープ線材の巻数を増やし強磁性体を開口端に設置することで磁気遮蔽率を向上させつつ、外部磁場に与える影響を低減出来ることを明らかにした。また、解析結果を基に数10 mTまでの磁場の遮蔽が可能なスケールダウンモデルを様々な構成で構築し、遮蔽率および外部磁場の変動割合を測定した。通常のソレノイド巻きをした超伝導シールドに比べ、今回設計した磁気クロークではシールド内の遮蔽率が向上し、かつ外部磁場の変動割合を抑制することが出来ていることを実証した。また、超伝導テープ線材幅やはんだ接続方法によって遮蔽率が大きく異なることが確認できた。これら構成によって遮蔽率が異なる要因について現在解析的に検討を行っている。また、解析によって1 T程度の磁場を遮蔽するための磁気クロークの構成方法およびその実験系の構築を行っている。
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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
本年度は構築した解析モデルを用いて宇宙機用磁気シールドシステムに適した超伝導磁気シールドおよび強磁性体の最適な組み合わせ方法について検討した。また、解析モデルの検証のために超伝導テープ線材および強磁性体で構成される磁気クロークシステムのスケールダウンモデルを構築した。構築したスケールダウンモデルを用いて、解析モデルの妥当性について実証することで出来たため、本研究課題が順調に進展していると評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までで数10 mT程度の磁気遮蔽が可能な磁気クロークスケールダウンモデルを用いて、解析モデルの妥当性について検証できた。今後は実際に数100 mT程度までの磁気遮蔽が磁気クロークを用いて可能かどうかについて実験系を構築し検証を行う。また、構築した解析モデルを用いて放射線用フルスケール磁気シールドシステムの設計を行う。本検討により、宇宙機用磁気シールドシステムに適した磁気クロークの構成方法を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していた出張がコロナウィルスの影響によりキャンセルとなったため旅費使用額がなかった。旅費未使用額に関しては次年度の旅費に使用する予定である。また、予定した磁気センサが納期の大幅な遅れにより今年度購入できなかったため、当該未使用額を用いて次年度購入を行う。
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