１．３　ＧＨｚ　ＮＭＲ装置の実現に向けた高温超伝導マグネット保護技術の構築

昨年度取得した高磁場高温超伝導コイル保護動作試験データを基にして、本研究で提案するintra-layer no-insulation(LNI)法を用いた高温超伝導コイルの熱的・電磁気的挙動を解析可能な数値解析モデルを構築した。また、構築した解析モデルを用いて、昨年度取得した試験データの詳細な分析を実施した。解析結果は、保護動作時のコイル巻線内部最大電磁力・温度が、使用している高温超伝導線材の許容値以下こ抑えらている事を示しており、試験結果同様にコイルが保護される事を示していた。また、保護動作を支配するパラメータを明らかにするため、申請者が提案するコイル方式に特徴的なパラメータである接触抵抗率に着目して追加の数値解析を実施した。この結果、定性的には、接触抵抗率が低いと保護動作時の巻線内部最大電磁力が大きくなり、接触抵抗率が高いと保護動作時の巻線内部最大温度が高くなる、トレードオフな関係が見いだされた。コイルを確実に保護するためには、接触抵抗率の値を適切な範囲に制御する事が必要である。これは、今後の高磁場高温超伝導コイルの設計に向けて大きな指針となる知見である。

昨年度取得した高磁場高温超伝導コイル保護動作試験データを基にして、本研究で提案するintra-layer no-insulation(LNI)法を用いた高温超伝導コイルの熱的・電磁気的挙動を解析可能な数値解析モデルを構築した。また、構築した解析モデルを用いて、昨年度取得した試験データの詳細な分析を実施した。解析結果は、保護動作時のコイル巻線内部最大電磁力・温度が、使用している高温超伝導線材の許容値以下こ抑えらている事を示しており、試験結果同様にコイルが保護される事を示していた。また、保護動作を支配するパラメータを明らかにするため、申請者が提案するコイル方式に特徴的なパラメータである接触抵抗率に着目して追加の数値解析を実施した。この結果、定性的には、接触抵抗率が低いと保護動作時の巻線内部最大電磁力が大きくなり、接触抵抗率が高いと保護動作時の巻線内部最大温度が高くなる、トレードオフな関係が見いだされた。コイルを確実に保護するためには、接触抵抗率の値を適切な範囲に制御する事が必要である。これは、今後の高磁場高温超伝導コイルの設計に向けて大きな指針となる知見である。