2024 Fiscal Year Annual Research Report
A technology for the 1/100th reduction of ac loss in coated conductors
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24H00316
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
雨宮 尚之 京都大学, 工学研究科, 教授 (10222697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽我部 友輔 京都大学, 工学研究科, 助教 (40847216)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 交流 / マルチフィラメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
思考実験ならびに③によって構築したプログラムによる試解析の結果をもとに、交流損失低減を検証するためのスパイラル断続マルチフィラメント薄膜高温超伝導線の仕様を検討した。
電磁結合に与える銅層の影響を評価するため、超伝導ブリッジのない銅複合マルチフィラメント薄膜高温超伝導線の交流損失を実験的に評価した。200 Hzまでの複数の周波数で振幅100 mTまでの磁界を印加して磁化損失を測定したほか、振幅200 mT以上（目標値）を印加して磁化損失を測定する装置を構築した。また、小振幅磁界下での磁化損失の周波数依存性を評価し、これより4.2 Kから77 Kの温度における結合時定数を求めた。
超伝導ブリッジのない銅複合マルチフィラメント薄膜高温超伝導線の直流通電特性を評価し、モノフィラメント線の通常のn値20-30に比べて、マルチフィラメント線ではn値が10以下程度と小さくなっていることを確かめた。
また、局所的欠陥の分布特性（密度・大きさ）やフィラメント幅・本数を変えて通電特性を理論的に評価するための数値解析モデルを構築した。局所的欠陥を模擬した低臨界電流部もしくは常伝導部を銅複合マルチフィラメント薄膜高温超伝導線内の任意の箇所に導入できるようにし、有限要素法によって超伝導線内の電磁界分布を計算可能にした。
研究室で開発したマルチフィラメント薄膜高温超伝導線を対象とした大規模数値電磁界解析プログラムを改造し超伝導ブリッジの存在を考慮できるプログラムを構築した。フィラメント間のギャップ部に超伝導線長手方向に周期的に超伝導ブリッジが存在するようなモデルを構築した。超伝導ブリッジの間隔や幅、配置方法などをパラメータとした。このモデルを対象とする有限要素法による数値解析の収束性を確認したところ、従来のマルチフィラメント薄膜高温超伝導線の場合と収束性に明確な差異は確認されなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高温超伝導線の仕様の様々の要素が交流損失に与える影響についての知見を得られたこと、次年度以降の比較対象とする超伝導ブリッジのない銅複合マルチフィラメント薄膜高温超伝導線の交流損失を実験的に評価できたこと、次年度以降の比較対象とする超伝導ブリッジのない銅複合マルチフィラメント薄膜高温超伝導線の直流通電特性を実験的に評価できたこと、次年度以降の解析に用いる数値解析モデル・プログラムを構築できたことから、上記のように評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
特に大きな問題はないので、計画通り研究課題を推進する。
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