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相変態を積極活用した新型超伝導センサ：高温超伝導コイルの高速異常検出に挑む

主动利用相变的新型超导传感器：高温超导线圈高速异常检测的挑战

基本信息

批准号：
19J10989
负责人：
泊瀬川晋
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

低温超伝導クエンチ検出器(LTS QD)の希土類系銅酸化物超伝導(REBCO)コイルへの有効性を評価するべく、①Nb-Ti QDの応答性への支配因子の解明およびその影響評価、また②LTS QDによるREBCOコイルクエンチ検出、保護性能の評価を行った。①では、4.2 K液体He冷却下の局所劣化を持つREBCOテープ線材に、安定化材の異なるNb-Ti QDを使用する体系を対象とした数値解析、実験を実施し、本手法による早期クエンチ検出において許容可能なLTS QD-REBCO線材間接触熱抵抗や、早期クエンチ検出可能なLTS QDへの要求（安定化材、検査電流負荷率）が明らかとなった。②では、Cu-Ni安定化材を持つ極細Nb-Ti QDをREBCOコイルの電気絶縁層に導入し、4.2 K液体He冷却下の局所劣化を持つREBCOコイルの早期クエンチ検出を実証した。本実験結果を再現可能な有限要素数値解析プログラムの開発も実施し、当プログラムを用いて実機運転条件(4.2 K, 最高30 T)を仮定したREBCOコイルのクエンチ検出、保護解析を行った。結果、Nb-Ti QDとNb3Al QDの組み合わせ使用により、励磁中のREBCOコイルを局所欠陥由来のクエンチを早期に検出し、コイル内ホットスポット温度を高々40 K程度（<< 許容温度: 150 K程度）に抑えることが可能であることが示された。さらに、熱的安定性が高いがゆえにクエンチ検出が難しいとされる無絶縁、金属絶縁コイルに対しても本手法が有効である可能性も実験的に確認された。以上より、LTS QDの普遍的な設計方針を提案し、その絶縁ありREBCOコイルへの有効性を示すという当初の目的は達成された。また、無絶縁コイルや金属絶縁コイルへの本手法の有効性も確認されており、本手法が任意環境かつ任意のコイルに適用可能であることが示された。

The cryogenic superconductor device (LTS QD) is sensitive to acid compounds (REBCO), the 1Nb-Ti QD response factor, the 2LTS QD response, the REBCO response, and the protection of performance. 1. Under the condition of liquid He cooling at 4.2K, the local deterioration equipment held REBCO quality wood, stabilized chemical products used Nb-Ti QD system to analyze the number of samples in the system, and this method was used to determine the capacity of products in the early stage, the contact resistance between LTS QD-REBCO materials, and the requirements of LTS QD in the early stage of cooling. To determine the current load rate) to determine the current load rate. 2. The temperature of Nb-Ti QD and Cu-Ni stabilized chemical materials was maintained in the temperature range of Nb-Ti QD and REBCO. The temperature of the degraded REBCO was maintained at the temperature of 4.2K liquid REBCO cooling. According to the results of this experiment, it is possible to use the limited number of factors to analyze the system, and to determine the conditions (4.2K, up to 30T) for the use of the REBCO machine, protection and analysis. The results showed that the Nb-Ti QD Nb3Al QD system was used in combination, the reason for the deficiency of the REBCO device in the excitation system, the temperature was higher than 40K (& lt;< capacitance temperature: 150K), and the temperature in the excitation system was significantly higher than that in the excitation system. The stability of this device is very stable. It shows that there is a confirmation of the possibility that the metal is free and that the metal is free. The above proposal, which is commonly used by the LTS QD, indicates that the original purpose of the project has reached the end of the day. In this method, it is necessary to confirm the information in any environment, and in any environment, it is possible to use the device to show that it is possible to use it.