接合抵抗発生メカニズム定量化による分割型高温超伝導マグネットの電磁力接合構造設計

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23686132
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 伊藤 悟 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60422078)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 電磁・マグネット / 超伝導材料・素子 / プラズマ・核融合

研究概要

経済性・保守性の高い核融合炉の実現に向けて提案されている分割型高温超伝導マグネットには高温超伝導導体の機械的接合法の研究開発が必要である。本研究では、機械的接合法における接合抵抗発生メカニズムを超伝導理論・接触理論に基づいて定量化し、大型導体の機械的接合における接合構造の検討に必要な接合抵抗予測手法を提案した。また、従来の機械的接合法に加えて機械的ブリッジジョイント、機械的エッジジョイントを提案して、低接合抵抗が実現可能であることを実験・数値解析を用いて実証した。さらに構造解析を元に分割型マグネットの最適構造設計案について議論し、冷却電力解析を元に分割型マグネットの実現性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Performance of a Mechanical Bridge Joint for 30-kA-class High-temperature Superconducting Conductors (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ito, K. Kawai, Y. Seino, T. Ohinata, Y. Tanno, N. Yanagi, Y. Terazaki, K. Natsume, S. Hamaguchi, H. Noguchi, H. Tamura, T. Mito, A. Sagara, H. Hashizume
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 24-3巻 ページ: 4602305
  • DOI: 10.1109/TASC.2013.2291157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Joint Resistance Characteristics of Mechanical Lap Joint of a GdBCO Tape with a Change in Temperature and Magnetic Field (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Seino, S. Ito, H. Hashizume
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 24-3 ページ: 4602105
  • DOI: 10.1109/TASC.2013.2289356
• [雑誌論文] Proposal of Electrical Edge Joint for a Demountable High-Temperature Superconducting Magnet (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ito, L. Bromberg, M. Takayasu, J.V. Minervini, H. Hashizume
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 40-5巻 ページ: 1446-1452
  • DOI: 10.1109/TPS.2012.2190103
• [学会発表] ヘリカル型核融合炉への適用を目指した100 kA級高温超伝導導体の製作と試験(2)接合部抵抗評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤悟,清野祐太郎,柳長門,寺﨑義朗,相良明男
  • 学会等名: 第88回(2013年秋季)低温工学・超電導学会
  • 発表場所: ウィンクあいち(愛知県名古屋市
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] 分割型高温超伝導マグネットのための高温超伝導導体の機械的エッジジョイントの基礎研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊藤悟, L. Bromberg, M. Takayasu, J.V. Minervini,橋爪秀利
  • 学会等名: 第9回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] Discussion of structural design issues on a remountable high-temperature superconducting magnet (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ito, H. Hashizume, H. Tamura, N. Yanagi, S. Imagawa, A. Sagara
  • 学会等名: 21st International Toki Conference
  • 発表場所: セラトピア土岐(岐阜県土岐市
  • 年月日: 2011-11-29