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2013 年度 実績報告書

次期加速器用Nb3Al高磁場超伝導磁石の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23340079
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

土屋 清澄  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (20044787)

研究分担者 増澤 美佳  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (10290850)
多和田 正文  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (30300677)
菊池 章弘  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料ユニット, 主席研究員 (50343877)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード加速器 / 超伝導マグネット / Nb3Al超伝導線材
研究実績の概要

Nb3Al高磁場超伝導磁石の開発を目標にNb3Al線材の開発およびコイル試験を行った。具体的内容は以下のようである。1)先年度に引き続き、長尺前駆体線材の製作法の開発を目指して種々の断面構成を持つ線材試作を進めた。試作を予定していたミラー型四極磁石用線材の試作では、製作過程での断線を完全に抑えることは出来なかったが、約1.2 kmの線材(線径 0.7 mmの安定化銅付き線材)を製作することができた。また、Nbマトリックス線材でフィラメント間結合を抑制する新たな断面構成を持つ線材試作では、無断線で前駆体製作ができた。研究期間終了間際であったため、詳細な超伝導特性を評価するまでには至らなかったが、今後に期待の持てる結果であった。2)Nb3Al線材の磁化特性改善の試みでは、フィラメント間のNbバリアに新たな元素を導入する試みを行った。加工性が良く、前駆体製作過程での断線は生じず、今後に期待を持たせるものとなった。3)電流特性向上を目指した研究では、急熱急冷処理前のフィラメント内Al厚が電流特性にどのような影響を与えるかについて研究を行い、高電流密度を得るためのAl厚に関する指針を得た。4)長尺素線の製作が当初スケジュールより大幅に遅れたため米国Fermilabにおけるミラー型四極磁石用コイルの試作スケジュールの調整ができず、Nb3Al鞍型コイルの試作は出来なかった。代替として、高エネ研において以前から準備を進めていたNb3AlとNb3Snのレーストラックコイルを組み合わせた磁石の冷却・励磁試験を行なった。電源容量の制限によりNb3Alラザフォードケーブルの特性限界までの励磁は叶わなかったが、無事Nb3Alコイルの励磁に成功し、今後のNb3Al磁石開発に有益な知見を得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Influence of Al layer thickness on critical current density in transformation-processed Nb3Al superconductors2015

    • 著者名/発表者名
      N. Banno, K. Tsuchiya, T. Nakamoto, A. Kikuchi, T. Takeuchi, Y. Iijima, K. Tomita, S. Kato, K. Suzuki, T. Takao, K. Nakagawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 25 ページ: 6000204,6000204

    • DOI

      10.1109/TASC.2014.2359547

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Test results of a Nb3Al/Nb3Sn subscale magnet for accelerator application2015

    • 著者名/発表者名
      M. Iio, Q. Xu, T. Nakamoto, K. Sasaki, T. Ogitsu, A. Yamamoto, N. Kimura, K. Tsuchiya, M. Sugano, S. Enomoto, N. Higashi, A. Terashima, K. Tanaka, R. Okada, N. Takahashi, Y. Ikemoto, A. Kikuchi, T. Takeuchi, G. Sabbi, A. Zlobin, E. Barzi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 25 ページ: 4003405,4003405

    • DOI

      10.1109/TASC.2015.2390074

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructural observation of transformed Nb3Al superconductors using TEM and Atom Probe Tomography2014

    • 著者名/発表者名
      N. Banno, T. Takeuchi, K. Tsuchiya
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 24 ページ: 8000104,8000104

    • DOI

      10.1109/TASC.2013.2283527

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Nb3Al and Nb3Sn hybrid subscale magnet2013

    • 著者名/発表者名
      M. Iio, T. Nakamoto,Q. Xu, N. Higashi, T. Ogitsu, K. Sasaki, A. Terashima, K. Tsuchiya, A. Yamamoto, A. Kikuchi, T. Takeuchi, G. Sabbi, S. Caspi, P. Ferracin, H. Felice, R. Hafalia, A. Zlobin, E. Barzi, R. Yamada
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 23 ページ: 4300605,4300605

    • DOI

      10.1109/TASC.2013.2243493

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transformation heat treatment of Rapid Quenched Nb3Al precursor monitored in situ by high energy synchrotron diffraction2013

    • 著者名/発表者名
      C. Scheuerlein, A. Ballarino, M. Di Michiel, X. Jin, T. Takeuchi, A. Kikuchi, K. Tsuchiya, K. Nakagawa, T. Nakamoto
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 23 ページ: 6000604,6000604

    • DOI

      10.1109/TASC.2012.2233257

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of transformation-processed Nb3Al conductors to balance drawability and inter-filament decoupling2013

    • 著者名/発表者名
      N. Banno, T. Takeuchi, K. Nakagawa, Y. Sakurai, K. Tsuchiya
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Superconductivity

      巻: 23 ページ: 6001004,6001004

    • DOI

      10.1109/TASC.2012.2235519

    • 査読あり
  • [学会発表] 急熱急冷・変態法Nb3Al線材の臨界電流密度に与えるAl層厚の影響2015

    • 著者名/発表者名
      加藤彰、土屋清澄、中本建志、伴野信哉、菊池章弘、竹内孝夫、飯島安男、富田浩介、鈴木恵子、高尾智明、中川和彦
    • 学会等名
      電気学会 超電動機器研究会
    • 発表場所
      東京 産業技術総合研究所臨海副都心センター別館
    • 年月日
      2015-01-21
  • [学会発表] 急熱急冷・変態法Nb3Al線材のJcに与えるAl層厚の影響2014

    • 著者名/発表者名
      伴野信哉、土屋清澄、中本建志、菊池章弘、竹内孝夫、富田浩介、加藤彰、鈴木恵子、高尾智明、中川和彦
    • 学会等名
      低温工学・超伝導学会
    • 発表場所
      東京 タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-28
  • [学会発表] RHQ-NbAl超伝導線材の前駆体内JR-Nb/AlフィラメントにおけるAl厚の影響2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木恵子、富田浩介、加藤彰、高尾智明、土屋清澄、伴野信哉
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      愛媛 愛媛大
    • 年月日
      2014-03-18 – 2014-03-20
  • [学会発表] 2回RHQ処理を施したNb3Al線材の性能2014

    • 著者名/発表者名
      富田浩介、加藤彰、吉田雅史、高尾智明、土屋清澄、中本建志、菊池章弘、竹内孝夫、伴野信哉、飯島安男、二森茂樹、瀧川博幸、中川和彦
    • 学会等名
      電気学会 超電動応用電力機器研究会
    • 発表場所
      東京 成蹊大
    • 年月日
      2014-01-30 – 2014-01-31
  • [学会発表] アトムプローブによる相変態Nb3Al相内のAl偏析の分布2013

    • 著者名/発表者名
      伴野信哉、竹内孝夫、土屋清澄
    • 学会等名
      低温工学・超伝導学会
    • 発表場所
      東京 タワーホール船堀
    • 年月日
      2013-05-13 – 2013-05-15

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公開日: 2016-06-03  

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