JT-60SA超伝導コイルの電気的安定性及び冷却安定性評価

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K04422
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21010:電力工学関連
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 中村 一也 上智大学, 理工学部, 教授 (00407339)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 超伝導工学 / 核融合実験装置 / JT-60SA

研究成果の概要

JT-60SA超伝導コイルには隣接するコイルから様々な磁界が印加され，コイル内に誘導電流が発生し，交流損失が発生する。この交流損失はコイル内の冷媒(超臨界ヘリウム)温度上昇，圧力上昇を発生させ，コイルの安定性を阻害する要因の一つである。本研究ではこの要因を定量的に見積もりコイルの電気的及び冷却安定性の評価を行った。以下に結果を示す。（1）JT-60SA PFコイルの電源による共振現象はPFコイルの運転に対して影響を及ぼさないことを示した。さらに，受動構造物によるPFコイルの導体間電圧への影響は小さいことを示した。（2）JT-60 CS冷却時のコイル内温度分布を示し，冷却時の運転指針も示した。

自由記述の分野

電気工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

核融合の研究開発は様々な機関で行われている。現在，国際熱核融合実験炉(ITER)計画が各国の協力のもと進められている。本研究で主に用いられるJT-60SA CSの設計概念はITERのCSモジュールと同一であるため，それらのコイルの電気的安定性及び冷却安定性の評価は実機運転時に非常に重要な位置づけと考えられる。これらの結果はITERのみならず将来の実証炉に用いられる大型超伝導コイルの礎となる。