| 研究課題/領域番号 |
26220913
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
橋爪 秀利 東北大学, 工学研究科, 教授 (80198663)
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| 研究分担者 |
田村 仁 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (20236756)
江原 真司 東北大学, 工学研究科, 准教授 (30325485)
伊藤 悟 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60422078)
遊佐 訓孝 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60466779)
柳 長門 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (70230258)
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| 研究期間 (年度) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| キーワード | 分割型高温超伝導マグネット / ヘリカル型核融合炉 |
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| 研究成果の概要 |
極低温・強磁場環境下でREBCO線材の接合抵抗を予測する手法を確立し、冷却性能予測に不可欠となる金属多孔質体のプール沸騰伝熱相関式の高度化を図った。また、10 kA導体のブリッジ式機械的ラップジョイントにジョイントピースと低温熱処理を導入し、従来の1/6の製作時間、1/3の接合抵抗を実現することに成功した。さらに、臨界状態モデルおよび自己磁場評価に基づいたピン導入実験を陽子線照射により実施し、臨界電流値を制御できることが明らかとなり、超伝導物理に基づく機能分割構造導体の可能性が示された。以上のように革新的核融合炉へ向けた分割型高温超伝導マグネットの実証と普遍的接合法の構築がなされた。
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| 自由記述の分野 |
核融合炉工学 超伝導工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、高温超伝導体の機械的接合部の電磁気的性能を支配している物理を解明し、液体窒素温度の測定値から極低温・強磁場下での特性を予測でき、また、導出された多孔質体における沸騰伝熱関係式を用いて除熱システムの設計が可能となった。一方、量子化された磁束の分布を制御するためのピン止め導入方法により臨界電流密度を制御できることが示され、今後、本理論に基づいてより高性能な超伝導導体集合体を設計することが可能となった。さらに、従来の接合方法より高速かつ高性能で、ばらつきの非常に少ない接合方法を考案している。このような結果を基に、分割型高温超伝導マグネットを用いた次期核融合炉装置が提案されている。
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