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核融合炉用大電流高温超伝導導体の通電特性の評価と解析

聚变堆用大电流高温超导导体载流特性评价与分析

基本信息

批准号：
19K14691
负责人：
小野寺優太
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14691/
关键词：
高温超伝導導体高温超伝導線材磁化測定欠陥検出手法

项目摘要

核融合炉用超伝導マグネットには大電流容量の導体が必要であり、高温超伝導（HTS）線材を束ねたHTS導体の研究開発を進めている。導体を構成するHTS線材の通電特性は、温度・磁場強度・磁場印加角度によって複雑に変化するため、正確に把握する必要がある。また、HTS線材自体の品質保証技術は研究され、線材の生産技術として確立してきているのに対し、線材を積層・集合化した導体の品質を検査する方法については、導体そのものが研究開発段階であることから、技術的に確立していない。そこで、本研究では、HTS線材の通電特性をデータベース化するとともに最適な大電流HTS導体を設計・試作する。そして、導体の通電特性を評価するとともに、磁化測定を用いた新たな導体評価技術を開発し、欠陥検出および電流偏流の挙動を明らかにすることで、製作技術にフィードバックをかけ、大電流HTS導体の製作・評価技術の確立を目的とする。2022年度は、HTS線材の臨界電流値の磁場印加角度依存性を計測する装置を製作し、得られたデータをもとに自己磁場中での大電流HTS導体の通電特性を解析するとともに、製作したHTS導体に対して通電試験を実施し、評価を行った。さらに、磁気センサを走査させる装置を製作し、HTS線材を積層させた試料の転流の挙動について実測した。また、2021年度に引き続き、欠陥位置判別手法を導体に適用するために、超伝導マグネットおよび真空容器の設計・製作を行った。組み上げの過程において部品の追加工が必要となったため、再度部品の設計・製作を行った。さらに、回転・ベクトル測定機構付磁化測定用サンプルホルダーについても、ピックアップコイルの製作において銅線の切断や巻線の困難性といった課題が生じていたが、専用の治具を製作することでこれらを解決し、必要な部品の調達を行った。

The research and development of high current capacity conductor for nuclear fusion furnace is necessary, and the research and development of high temperature conductor (HTS) wire bundle is progressing. Conductors constitute HTS wire material current characteristics, temperature, magnetic field strength, magnetic field angle, complex temperature, correct grasp of the necessary In addition, the quality assurance technology of HTS wire material itself has been studied and established, and the production technology of wire material has been established. In this paper, we try to design and optimize the high current HTS conductor. In addition, the evaluation of current characteristics of conductors, the development of new conductor evaluation techniques for measurement of magnetization, the development of undercurrent detection and current bias, and the establishment of high current HTS conductor evaluation techniques are also discussed. In 2022, the device for measuring the magnetic field angle dependence of the critical current value of HTS wire was fabricated, and the analysis of the current characteristics of high-current HTS conductors in their own magnetic fields was performed. In addition, the magnetic field test device is manufactured, and the HTS wire is laminated, and the flow of the sample is measured. In 2021, the design and manufacture of vacuum vessels were carried out by using the method of determining the position of the conductor. In the process of assembling and assembling, it is necessary to design and manufacture the parts again. In addition, the measurement mechanism for magnetization measurement is used to solve the problem of difficulty in cutting copper wire and winding wire in the production of copper wire and necessary parts.