| 研究概要 |
YBCO薄膜を用いたディスク型超伝導限流器の小型器を試作し,その過電流通電時における限流器の発生インピーダンス特性を明らかにした。試作した限流器は,銅線を渦巻状に巻いた一次巻線とサファイア基盤上にYBCO薄膜を蒸着させたものとをサファイア基盤をスペーサとして重ねた構造である。本年度は,過電流通電時に発生する磁束を実測するために,本試作器に適用できるピックアップコイルを作成した。それにより,試作器への過電流通電実験において,電圧・電流波形とともに見かけの磁束波形を実測することが可能となり,交流電流の1サイクルに対応する磁束の変化が初めて明らかになった。その結果,一次巻線に流れる電流の変化に対応して磁束が変化するフェーズと磁束がある値に拘束されて変化しないフェーズとが交互に発生しており,YBCO薄膜が超伝導状態と常伝導状態との間を交互に遷移しているという本源流器の動作メカニズムを磁束の面から明らかに出来た。また,超伝導/常伝導遷移が磁束に起因している可能性があるが判明した。さらに,超伝導薄膜の電流通電時における温度変化や抵抗変化をミクロ的に明らかにするために,薄膜の熱伝導現象に基づいた数値シミュレーションプログラムを構築した。このプルグラムを用いて,抵抗型超伝導限流器の温度上昇・抵抗発生過程を計算したところ,抵抗の発生状況が前年度までに実測されたものとほぼ一致することを確認し,YBCOディスクを用いたリアクトル型限流器の解析にも利用できる見通しを得た。
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