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2023 年度 研究成果報告書

革新的超伝導機器の実現の鍵となる長尺高温超伝導線材の電流輸送特性の統一的モデル化

研究課題

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研究課題/領域番号 20H02132
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

東川 甲平  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (40599651)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード高温超伝導線材
研究成果の概要

高温超伝導線材の開発進展により、超伝導機器の飛躍的な高磁界化や冷却負荷低減の可能性が生まれ、低温超伝導線材が支えてきた超伝導機器応用に大きなブレークスルーがもたらされようとしている。一方、高温超伝導線材における電流輸送特性は、広範な応用範囲を網羅できるような統一的な理解とモデル化が難しく、定量的な機器設計に重大な課題を抱えている。そこで本研究では、従来の計測技術では困難であった(1)低電界領域の電流輸送特性・(2)高電界領域の電流輸送特性・(3)長尺線材の磁界・磁界印可角度依存性の取得を通じて上記モデル化に取り組み、特にエネルギー貯蔵機能を有する超伝導ケーブルの設計や過渡現象の評価に適用した。

自由記述の分野

超伝導工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、長尺高温超伝導線材の電流輸送特性の統一的な理解に取り組み、導体や機器の設計に適用可能なモデルを提出するところに独創性と特長を有する。他の研究では本質的な材料の特性と工学的な空間均一性の切り分けをせず、物理的な背景に基づかずに相当に簡略化されかつ限られた条件下のみで有効な近似モデルを用いて機器設計や性能評価が行われるが、本研究では世界を先導する線材評価技術と理論的なバックグラウンドを駆使し、長尺高温超伝導線材の電流輸送特性はどのように支配されているのかという学術的な疑問を解き明かし、導体・機器設計に適用可能な定量評価式まで提出できる体制を整え、高温超伝導機器応用展開の基盤技術とした。

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公開日: 2025-01-30  

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