氷が充填された高安定超伝導導体の原理実証

NbTi、Nb_3Sn各々の材料について、多重撚りケーブル導体を製作し、高熱伝導率材料である氷でモールドした場合とモールドしていない場合で、安定性および電磁力を模擬した横圧縮力印加時の劣化を比較した。実験では誘導通電法により数kAの通電を行った。NbTi導体サンプルに関して、従来の有機樹脂含浸の場合と比較して、氷でモールドすることで、ワイヤーモーションによる不安定が抑制されるのみならず、冷却が確保されるため、安定に通電可能な電流値が増大した。一方、Nb3_Sn導体に関しては、安定性が確保されるだけではなく、核融合用超伝導マグネットにおいて想定されている横方向圧縮応力、30MPa程度を印加した場合でも超伝導特性の劣化が全くないことを確認した。その後、氷を解凍し同様の圧縮力印加実験を行った結果、通常のモールドを施していない多重撚りケーブル導体と同様の劣化を示すことも確認した。同時に実施した文献調査により、氷の極低温における熱伝導率はダイヤモンド、あるいはサファイアと比較して遜色がないことが分かった。以上の結果より、超伝導ケーブル導体を局熱伝導率で且つ常温でフレキシブルな氷を用いてモールドすることは、有効であると結論づけられた。

NbTi、Nb_3Sn各々の材料について、多重撚りケーブル導体を製作し、高熱伝導率材料である氷でモールドした場合とモールドしていない場合で、安定性および電磁力を模擬した横圧縮力印加時の劣化を比較した。実験では誘導通電法により数kAの通電を行った。NbTi導体サンプルに関して、従来の有機樹脂含浸の場合と比較して、氷でモールドすることで、ワイヤーモーションによる不安定が抑制されるのみならず、冷却が確保されるため、安定に通電可能な電流値が増大した。一方、Nb3_Sn導体に関しては、安定性が確保されるだけではなく、核融合用超伝導マグネットにおいて想定されている横方向圧縮応力、30MPa程度を印加した場合でも超伝導特性の劣化が全くないことを確認した。その後、氷を解凍し同様の圧縮力印加実験を行った結果、通常のモールドを施していない多重撚りケーブル導体と同様の劣化を示すことも確認した。同時に実施した文献調査により、氷の極低温における熱伝導率はダイヤモンド、あるいはサファイアと比較して遜色がないことが分かった。以上の結果より、超伝導ケーブル導体を局熱伝導率で且つ常温でフレキシブルな氷を用いてモールドすることは、有効であると結論づけられた。