スプリット型パルスコイルによる超強力な超伝導バルク磁石の実現と磁気分離への応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560002
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 藤代 博之 岩手大学, 工学部, 教授 (90199315)
• 研究分担者: 内藤 智之 岩手大学, 工学部, 助教 (40311683)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: パルス着磁 / 磁場中冷却着磁 / REBCO超電導バルク / MgB2超電導バルク / 捕捉磁場 / シミュレーション / 磁気分離

研究概要

着磁実験及びシミュレーション解析により、様々な超伝導バルク(REBCO, MgB2)や様々なコイル（ソレノイド型、スプリット型）を用いたパルス着磁(PFM)および磁場中冷却着磁(FCM)における捕捉磁場向上への検討を行った。２次元及び３次元の電磁界と温度の連成問題を有限要素法により着磁現象を解析するモデルを構築し、実験結果をシミュレーションにより再現した。
高性能なMgB2のPFMにおいては、高磁場印加でflux jumpが顕著に実験的に観測された。これは安定性パラメータと最小伝搬領域の解析で、特性の低いバルクと比べflux jumpが起こりやすいことが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical simulation of trapped field on MgB_2 bulk disk magnetized by field cooling (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito and T. Yoshida
  • 雑誌名: Supercond. Sci. Technol. 巻: 27 ページ: 065019
  • DOI: 10.1088/0953-2048/27/6/065019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling and comparison of trapped fields in (RE)BCO bulk superconductors for activation using pulsed field magnetization (2014)
  • 著者名/発表者名: M. D. Ainslie, H. Fujishiro, T. Ujiie, J. Zou, Dennis, Y.-H. Shi and D. A. Cardwell
  • 雑誌名: Supercond. Sci. Technol. 巻: 27 ページ: 065008
  • DOI: 10.1088/0953-2048/27/6/065008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of trapped field and temperature rise in MgB_2 bulks magnetized by pulsed field (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito, M. Oyama, T. Arayashiki, T. Tamura, T. Sasaki and G. Giunchi
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: 23 ページ: 6800804
  • DOI: 10.1109/TASC.2012.2237224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trapped field and temperature rise in MgB_2 bulks magnetized by pulsed field (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito, T. Sasaki, T. Arayashiki
  • 雑誌名: Proc. ICEC24-ICMC2012 ページ: 571-574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trapped field profiles on square-shaped GdBaCuO bulks with different arrangement of growth sector boundaries (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Arayashiki, T. Tamura, T. Naito, H. Teshima and M. Morita
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 103005
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.103005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size effect of magnetizing solenoid coil for pulsed field magnetization on the trapped field on superconducting bulk (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito and M. Oyama
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: 22 ページ: 4700204
  • DOI: 10.1109/TASC.2011.2178381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional simulation of magnetic flux dynamics and temperature rise in HTSC bulk during pulsed field magnetization (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito and M. Oyama
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 36 ページ: 687-692
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.06.268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsed field magnetization of large MgB_2 bulk fabricated by reactive liquid Mg infiltration (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Tamura, T. Arayashiki, M. Oyama, T. Sasaki, T. Naito, G. Giunchi and A. Albisetti
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 51 ページ: 093005
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.093005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of magnetic flux trapping on superconducting bulk magnetized by pulsed field using a vortex-type coil (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito and M. Oyama
  • 雑誌名: Supercond. Sci. Technol. 巻: 24 ページ: 075015
  • DOI: 10.1088/0953-2048/24/7/075015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of temperature and magnetic field distribution in superconducting bulk during pulsed field magnetization (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito and D. Furuta
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: 21 ページ: 2723-2726
  • DOI: 10.1109/TASC.2010.2089419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of flux dynamics in a superconducting bulk magnetized by multi-pulse technique (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito, M. Oyama
  • 雑誌名: Physica C 巻: 471 ページ: 889-892
  • DOI: 10.1016/j.physc.2011.05.081
  • 査読あり
• [学会発表] 超電導バルクの磁場中冷却着磁のシミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤代博之,内藤智之,手嶋英一
  • 学会等名: 2013年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 名古屋:ウインクあいち
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] HIP法で作製したMgB_2バルクにおけるパルス着磁特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 氏家徹,吉田卓史,内藤智之,藤代博之
  • 学会等名: 2013年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 名古屋:ウインクあいち
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] Trapped field and flux dynamics in MgB_2 superconducting bulks magnetized by pulsed field (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito, T. Ujiie, A. Figini Albisetti and G. Giunchi
  • 学会等名: 26th International Symposium on Superconduc- tivity (ISS2013)
  • 発表場所: Tokyo:タワーホール船堀
  • 年月日: 2013-11-19
• [学会発表] Trapped magnetic field between double stacked MgB_2 bulks magnetized by pulsed field (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T Ujiie, T Naito, A Figini Albisetti and G Giunchi
  • 学会等名: 11th European Conference of Applied Superconductivity (EUCAS2013)
  • 発表場所: Genova, Italy
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] 基礎講座2:バルク超電導体の着磁現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤代博之
  • 学会等名: 第12回高温超伝導バルク材夏の学校
  • 発表場所: 花巻:ホテル花巻
  • 年月日: 2013-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] 2枚重ねにしたMgB_2バルクにおけるパルス着磁特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 氏家徹,内藤智之,藤代博之
  • 学会等名: 2013年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 東京:タワーホール船堀
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] 細孔を有するバルク体のパルス着磁における磁束運動・捕捉磁場シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤代博之,内藤智之,小山允,横山和哉,岡徹雄
  • 学会等名: 2013年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 東京:タワーホール船堀
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] 大型MgB_2超電導バルクのパルス着磁特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村拓也,佐々木智久,内藤智之,藤代博之
  • 学会等名: 2012年秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター (盛岡)
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] シミュレーションを用いたパルス着磁におけるMgB_2バルク内の磁束運動と温度変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小山允,田村拓也,佐々木智久,内藤智之,藤代博之
  • 学会等名: 2012年秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター (盛岡)
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Numerical simulation of trapped field and temperature rise in MgB_2 bulks magnetized by pulsed field (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito, M. Oyama, T. Arayashiki, T. Tamura, T. Sasaki, and G. Giunchi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2012
  • 発表場所: Portland. USA
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] Trapped field and temperature rise in MgB_2 bulks magnetized by pulsed field (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito, T. Sasaki, and T. Arayashiki
  • 学会等名: 24^<th> International Cryogenic Engineering Conference- International Cryogenic Materials Conference 2012
  • 発表場所: Fukuoka:福岡国際会議場
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] 三次元シミュレーションを用いたパルス着磁における超電導バルク内の磁束運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山允,内藤智之,藤代博之
  • 学会等名: 2011年度秋季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 金沢:金沢歌劇座
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Numetical simulation of flux dynamics in a superconducting bulk magnetized by pulsed field (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Fujishiro, T. Naito, M. Oyama
  • 学会等名: 24th International Conference on Superconductivity (ISS2011)
  • 発表場所: Tokyo:タワーホール船堀
  • 年月日: 2011-10-25
• [備考]
  • URL: http://ikebehp.mat.iwate-u.ac.jp/