研究課題
近年実用フェーズへと移行したレアアース系（REBCO）高温超伝導線材を用いれば、超伝導コイル機器を従来よりもはるかに高い電流密度・エネルギー密度で運転できる。しかし、高電流密度で運転するREBCO高温超伝導コイルは熱暴走によってコイルの焼損が起こるため、これを解決する必要がある。当該年度は、熱暴走の抑制と保護技術として期待される非絶縁法の効果を、実用スケール内径の試験コイルの実験により研究した。高精度磁場の発生に適したレイヤー巻き方式の非絶縁REBCOコイルを、実用の系を想定して外層低温超伝導コイルのコールドボアの中に設置し、低温超伝導コイルを励磁した。非絶縁REBCOコイルが二次回路として振る舞い、誘導電流によって低温超伝導コイルの磁場を遮蔽する現象が見られた。そのまま低温超伝導コイルの励磁を続けたところ、回路時定数によって徐々に磁場が発生したが、誘導伝導の上昇により、非絶縁REBCOコイルが熱暴走を起こした。試験後、非絶縁REBCOコイルを取り出し、巻き戻しによる観察を行ったところ、電極付近の線材が焼損しており、さらに、コイル内部において線材が座屈しているのが見られた。以上の結果より、非絶縁コイルを実用化する上では、回路時定数を十分短くし、誘導電流の増加を防ぐ措置が必須であることが明らかとなった。これは、REBCOコイルの応用として期待される高磁場NMR・MRI用磁石を設計する上で非常に重要な知見である。
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IEEE Transaction on Applied Superconductivity
巻: in press ページ: in press
10.1109/TASC.2016.2515540
