研究課題
本研究において最終年度となる平成28年度は、二硼化マグネシウム(MgB2)超伝導材料を基盤とする、次世代MRI診断装置用マグネットの実現のための線材技術開発として、MgB2線材どうしを接続する超伝導接続技術の開発と、MgB2線材をコイル化した小型のMgB2超伝導マグネットの特性評価及びその最適化に関する研究に従事した。具体的には、MRI診断装置用の超伝導マグネット応用において、磁場発生とともにその磁場の時間的安定度を極めて高く維持する技術の構築が不可欠であり、その条件を満たすMgB2線材の技術課題の一つとして、永久電流モードによる高安定磁場を発生するための超伝導接続技術の確立が挙げられている。そこで本研究では、マグネット応用という磁場環境を考慮し、無添加のMgB2線材だけでなく、磁場下の超伝導特性を改善する炭素を添加した線材にも焦点を当て、MgB2多結晶材料を介した接続技術の開発研究を進めた。その結果、炭素を添加したMgB2線材において、本来有する輸送臨界電流特性の70%程度まで改善できる超伝導接続技術・方法に関する知見を得た。また、前年度に引き続き、固体窒素冷却下でのMgB2超伝導マグネットシステムに着目して研究を推進した。本年度はそのマグネット材料として、安定化材の銅を中心に配置したMgB2多芯線材を使用し、小型ソレノイドコイルを試作してその特性を評価した。その結果、固体窒素冷却下において、28Kの温度でコイルに200Aの電流を温度変化せずに、超伝導状態を保持したまま繰り返し通電することに成功した。このコイル性能の試験結果、すなわち、MgB2超伝導応用が期待される20K付近の温度よりも十分高く、さらに高安定かつ繰り返し数百アンペア級の大電流通電性能の達成は、まだ低い磁場を発生するだけの試作コイルであることを考慮すべきであるが、MgB2線材が次世代の固体窒素冷却MRI診断装置用マグネットの材料として期待できることを明らかにした。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Scientific Reports
巻: 7 ページ: 43444-1-8
10.1038/srep43444
Superconductor Science and Technology
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http://researchmap.jp/read0156055/
