超高磁場発生のための高耐久高安定マグネットの開発技術および経済性運転技術の確立

本年度の研究実績概要は以下の通りである。１）超高磁場下での電流分布シミュレーション・コードの開発を行った。REBCO超伝導線が、超高磁場下では電磁応力によるコイル形状変形がおき、電流分布が変形を考慮しない場合と異なることを、これまでに確認してきた。しかし、従来用いられてきたビーンモデルと異なる電流分布も測定されており、電磁応力によるコイル形状変形を考慮した解析手法でも超高磁場下では適用できない可能性が示されている。該当年度は、超高磁場下におけるREBCO超伝導線の電磁的振る舞いを表現する新しいモデルに基づく、電流分布シミュレーション・コードを開発した。新しいモデルでは、動的磁束解析シミュレーションに基づいており、これまでのマクロスコピックな考え方ではなく、メゾスコピック領域での超伝導状態を表現した。２）パンケーキコイルの巻線間接触抵抗の測定について、遮蔽電流を考慮したシミュレーションを実施することで、これまでの計測精度について検証した。これまで、交流電流を通電するパンケーキコイルの巻線間接触抵抗測定手法を提案し、その有効性について検証してきた。詳細なシミュレーションにより、巻線間接触抵抗のより正確な値への補正手法を確立し、提案してきた。また、ダブルバンケーキコイルを作製し、実測の準備を進めてきた。３）電磁応力による周方向コイル形状変形に関するシミュレーション・コードの開発を行ってきた。昨年度まで、径方向のコイル形状変形についてシミュレーションを実施し、REBCO超伝導線の安定性などについて検討してきた。その際に、過剰なフープ応力が発生しており、新たなモデルの構築が必要であることが示唆された。そこで、新たに周方向コイル形状変形をシミュレーションし、フープ応力の緩和を確認した。

本年度の研究実績概要は以下の通りである。１）超高磁場下での電流分布シミュレーション・コードの開発を行った。REBCO超伝導線が、超高磁場下では電磁応力によるコイル形状変形がおき、電流分布が変形を考慮しない場合と異なることを、これまでに確認してきた。しかし、従来用いられてきたビーンモデルと異なる電流分布も測定されており、電磁応力によるコイル形状変形を考慮した解析手法でも超高磁場下では適用できない可能性が示されている。該当年度は、超高磁場下におけるREBCO超伝導線の電磁的振る舞いを表現する新しいモデルに基づく、電流分布シミュレーション・コードを開発した。新しいモデルでは、動的磁束解析シミュレーションに基づいており、これまでのマクロスコピックな考え方ではなく、メゾスコピック領域での超伝導状態を表現した。２）パンケーキコイルの巻線間接触抵抗の測定について、遮蔽電流を考慮したシミュレーションを実施することで、これまでの計測精度について検証した。これまで、交流電流を通電するパンケーキコイルの巻線間接触抵抗測定手法を提案し、その有効性について検証してきた。詳細なシミュレーションにより、巻線間接触抵抗のより正確な値への補正手法を確立し、提案してきた。また、ダブルバンケーキコイルを作製し、実測の準備を進めてきた。３）電磁応力による周方向コイル形状変形に関するシミュレーション・コードの開発を行ってきた。昨年度まで、径方向のコイル形状変形についてシミュレーションを実施し、REBCO超伝導線の安定性などについて検討してきた。その際に、過剰なフープ応力が発生しており、新たなモデルの構築が必要であることが示唆された。そこで、新たに周方向コイル形状変形をシミュレーションし、フープ応力の緩和を確認した。