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SuperLHC計画実現のための超伝導4極マグネツトの開発

开发超导四极磁体以实现SuperLHC项目

基本信息

批准号：
17043011
负责人：
土屋清澄
金额：
$ 1.79万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17043011/
关键词：
素粒子実験超伝導材料超伝導電磁石 Nb_3Al超伝導線

项目摘要

Super LHC計画では衝突点領域に12-17 Tの高磁場超伝導マグネット(2極、4極)が必要となる。このような高磁場加速器マグネットの実現には、それに適した線材開発が最も需要である。本研究では高磁場用化合物超伝導線材の中でも機械的歪みに強い(従ってコイル製作が容易となる)Nb_3Al線材に焦点を絞り、加速器用線材で重要となる高電流密度化と安定化の2項目の性能向上を図り、Super LHC用マグネットに適したNb_3Al超伝導線材の開発を行った。ここで扱ったNb_3Al線材は、超高磁場NMRマグネット(20T以上)用として物質・材料研究機構で開発が進められている新プロセスによる線材をベースとするものである。本研究では、高電流密度化の目標であった電流密度2000A/mm^2@10Tを超える2156A/mm^2を達成することが出来た。また、この高電流密度化の研究の中から、12-17 T領域における最適条件(各種熱処理条件や減面加工率)は20T以上の領域における最適化条件とは多少異なることや、12-17 T領域で高電流密度を得るには、より細かな熱処理条件のコントロールが重要であることが判明し、更なる高電流密度化を目指すに有益な知見が得られた。安定化技術の開発においては、従来見捨てられていた銅めっき法に第3元素(Ni)の中間層を持ち込むことにより、強固な付着強度を有する銅安定化材をNb-Al線材表面に形成する方法を開発した。この方法によれば、付着強度のみでなく、従来の超伝導線材の安定化銅では得られたことがないような高い残留抵抗比(300-600)も得ることが出来ることが分かり、銅安定化材も含めた線材全体の平均電流密度向上に非常に役立つものであることが判明した。

The Super LHC project requires high magnetic field superconductors (2-pole, 4-pole) in the 12-17 T collision point domain. The development of high-field accelerators is most needed. In this study, the development of Nb_3Al superconductors was investigated, focusing on the mechanical properties of Nb_3Al superconductors and accelerator superconductors. Nb_3Al wire material, ultra-high magnetic field NMR (20T or more) and materials research institutions to develop new materials for wire material research. This study aims to achieve high current density of 2000A/mm^2@10T and exceed 2156A/mm^2. The optimum conditions for high current density in 12-17 T region (Various heat treatment conditions and reduction of surface processing rate) Optimization conditions vary greatly in the region of 20T or more, high current density in the region of 12-17 T, and fine heat treatment conditions are important. The development of stabilization technology is based on the development of a method for the formation of a copper stabilizing material and a Nb-Al wire surface by means of a copper plating method, an interlayer of the third element (Ni), and a method for the formation of a copper stabilizing material and a Nb-Al wire surface. This method is used to determine the average current density of the copper stabilized conductor, the average current density of the conductor, and the average current density of the conductor.