| 研究課題/領域番号 |
20249056
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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 |
福田 光宏 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (60370467)
依田 哲彦 大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (30372147)
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| キーワード | 酸化物高温超電導線 / 3テスラ双極磁石 / 交流磁石 / 交流励磁損失 / 有限要素法 |
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| 研究概要 |
高温超電導線材の臨界電流値は、動作温度と線材に加わる磁束密度に依存する。特に、テープ状線材表面に垂直な磁場成分を低くすることが重要である。本研究では磁極間隙で最高3テスラの磁場を発生するが、テープに加わる垂直磁場成分を2テスラ以下にしなければならない。数値解析を行い、磁極形状、コイル位置等の最適条件を求めた。さらに、コイルの上下に磁気シールド板を設置することにより、コイルに加わる磁場を低減できることが分かった。今回製作するコイルの内半径側は、負の曲率を持っている。高温超電導線を負の曲率で成形する際には、コイルにかかる荷重の詳細な検討が必要である。励磁中の電磁力によりコイルが変形して発熱・超電導状態の破れが発生するのみならず、コイルの機械的破壊の恐れもある。機械強度を確保するとともに、コイルは20-30ケルビンまで冷却される。これらの要求を満たすよう、有限要素法による数値解析を行いコイルの支持機構を最適化した。コイルはダブルパンケー形式とし、冷却効率をよくするため、パンケーキ間に冷却版を設置することとし、形状を決定した。電磁気的検討から、最大励磁電流を300Aと想定した。本設計での動作温度とコイル位置での磁場強度を勘案し、線材としてBi2223系を採用した。必要な潜在の総延長を1,900mと決定し、今年度は線材の製作を行った。さらに、コイルを収納するクライオスタットの詳細設計を進めている。本磁石は交流での励磁も計画しているが、現在、高温超電導コイルの交流損失のデータは、世界的にもほとんどない。我々が以前の研究で製作した高温超電導空心コイルを用いて、交流励磁損失を測定し、重要な知見が得られた。
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