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。

为了在核融合设备中超导性，对实现紧凑和可靠的超导磁体的需求很大。在这项研究中，为了建立新的稳定标准，目的是增加超导磁体的当前密度，我们专注于元素研究，例如（a）超导导体的稳定设计，（b）超导磁铁的冷却和电压耐药性，以及（c）稳定结构和诊断和诊断和保护和保护和保护和保护和保护的尺寸。（1）使用模型在超导磁体中进行导体未对准，量化隔离器的尺寸精度与支撑距离和干扰之间的关系，并阐明了间隔者的排列，结构和允许电流以进行稳定。此外，使用超导丝ACAI传感器测量瞬态温度分布，以阐明扰动产生的机理并检查淬火技术的诊断技术。（2）我们提出了一个超导磁带导体，即使在表面冷却和动态稳定中，即使在垂直波动磁场上也是稳定的，理论上证明可以确保高度稳定性，以防止电磁干扰。特别是，对磁稳定性标准进行了实验测试，以证明所提出的磁带导体的稳定性。（3）对于用作大容量脉冲导体的滞留电线导体，建立了使用AC损耗的数值分析的评估方法，并从稳定导体并保护它们的角度阐明了滞留的电线导体独特的淬灭机制。（4）测量了超临界氦气冷却导体中反复加热过程中流体的温度分布，以讨论稳定性极限。此外，发现即使在相同的浸入冷却下，脉冲加热的性能也具有与液体相同或更好的特性。（5）我们分析了由于洛伦兹力引起的应力分布，后者导致超导磁体的机械干扰，并使用复合层压板模型分析了由于应力浓度而产生的滑动机理，以实验验证。（6）我们通过实验表明，磁场和热阀是降低超导磁体介电强度的原因，并提出了对此的对策。