核融合用超電導マグネット先進構成材料・線材の特性改善と評価

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本計画研究班の主な研究目標は, 大型・高磁界超電導マグネットを高性能化するために, 超電導マグネット構成材料開発の基礎研究を有機的連関の下に行うことである. 超電導磁石の構成材料は, (1)超電導材, (2)安定化材, (3)絶縁材, (4)構造材, (5)冷媒の5種であるが(3)の絶縁材としては電気絶縁と熱絶縁の二つの役割がある.超電導材料関係における成果としてはAー15型系化合物超電導材では, Nb_3Sn線材の前処理条件の調整による高Jc線材が開発された. また, CVD法によるNb_3Ge Tape, V_3Ga in situ線材(CaOルツボ溶解法)の長尺化に進歩が見られている. シェブレル相でも線材化, 長尺化が進んだ. 鉛シェブレル相化合物にGaを不純物として添加するとJcが約1桁増加する. この原因を追求するため構造解析を行ったところGaは, シェブレル相化合物を作らず強磁性スピネル相化合物GaosMo_2S_4と折出することをつきとめた. 我々はこのGaosMo_2S_4の強磁性磁気モーメンの測定を行い, 約1μ_B/4Moであると評価した. Jcの増加はこの強磁性体内による磁束線ピニングと考えられる. これらの導体では安定化材をも同時に考慮した導体開発が必要とされる. 絶縁材料関係では, 無機繊維強化有機複合材料の熱的・機械的性質が調べられ必要な特性の目標について指針が得られた. 特に, 炭素繊維強化エポキシ材とアルミナ繊維強化エポキシ材の低温データーは, SSC計画の要素技術設計にとり上げられている. また耐放射線性, 及び高剛性に関しては, 従来の2次元強化材に比べて3次元強化したものが著しく優れていることが分り, これはCITアルカトールCなどの設計において, 米国から引き合いがある等の反響を呼んでいる.