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超電導マグネットの高電流密度化を目指す安定化技術の研究

旨在提高超导磁体电流密度的稳定技术研究

基本信息

批准号：
63050046
负责人：
山藤馨
金额：
$ 15.3万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Fusion Research
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

核融合装置の超電導化に向けて、コンパクトで信頼性の高い超電導マグネットの実現が強く要請されている。本研究では超電導マグネットの高電流密度化を目指して新しい安定化基準を確立する為に、(A)超電導導体の安定化設計、(B)超電導マグネットの冷却・耐電圧化、(C)超電導マグネットの安定化構造と診断・保護、等の要素的研究を重点的に遂行した。(1)超電導マグネット内での導体のずれに対するモデルを用いてスペーサの寸法精度や支持距離と擾乱との関係を定量化し、安定化の為のスペーサの配置や構造、許容電流等を明らかにした。又、超電導フィラメントアサイセンサによって過渡的温度分布を測定して擾乱の発生機構の解明とクエンチ予測の為の診断技術について検討した。(2)面冷却と動的安定化法により垂直な変動磁界に対しても安定な超電導テープ導体を提案し、電磁気的擾乱に対して高度の安定性が確保できることを理論的に示した。特に磁気的安定性基準を実験的に検証して、提案したテープ導体の安定性を実証した。(3)大容量パルス導体として使用される撚線導体に対して、交流損失の数値解析による評価法を確立すると共に、導体の安定化や保護対策の観点から撚線導体に特有のクエンチ機構を解明し定量化した。(4)超臨界ヘリウム強制冷却導体において繰り返し加熱がある時の流体の温度分布を測定して安定限界を議論した。さらに、同浸漬冷却においてもパルス加熱に対して液体Heと同等以上の特性をもつことが判った。(5)超電導マグネットにおける機械的擾乱の原因となるローレンツ力による応力分布の解析を行うと共に、応力集中に伴うすべり発生の機構を複合積層モデルにより解析し実験的に検証した。(6)超電導マグネットにおいては磁界や熱バルブが絶縁耐力を低下させる原因であることを実験的に明らかにし、その対策を提案した。

Superconductivity of nuclear fusion devices requires high conductivity and high reliability. This study focuses on the establishment of new stabilization criteria for superconducting conductors,(A) stabilization design of superconducting conductors,(B) cooling and voltage resistance of superconducting conductors, and (C) diagnosis and protection of stabilizing structures of superconducting conductors. (1)The relationship between the distance and the disturbance is quantified and stabilized for the conductor in the conductor. The structure and allowable current are clearly defined. In addition, the temperature distribution of the superconductivity is measured, and the mechanism of the generation of disturbances is analyzed and predicted. (2)Surface cooling and dynamic stabilization methods are used to ensure high stability in the vertical and dynamic magnetic fields. Special magnetic stability benchmarks are used to verify the stability of the proposed conductor. (3)The analysis of AC loss in large capacity twisted conductor is carried out. The evaluation method is used to determine the stability and protection of twisted conductor. (4)Temperature distribution of fluid during supercritical cooling is measured and stability limits are discussed. In addition, the same immersion cooling medium can be used to heat the liquid. (5)The cause of mechanical disturbance of superconductivity, the analysis of force distribution, the analysis of force concentration, the analysis of force generation mechanism, and the analysis of force generation mechanism. (6)The reason why the resistance of the magnetic field is low is that the resistance of the magnetic field is low.