核融合炉超電導マグネットにおけるエネルギー損失評価に関する基礎研究

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第II種超電導体内での電流分布を表す構成方程式を構築し、申請者らがすでに開発している電流ベクトルポテンシャル法に基づく渦電流解析コードを改良して数値解析を実施した。すなわち、超電導体中での電流分布に関しては電流密度が臨界電流を越えないという条件を満足するように数値解析を行い、超電導体中での電磁現象を評価した。さらに、熱場との連成問題を解析するため、新たに、極低温場下での超電導体を取り扱える温度場解析コードを作成し、輸送電流が存在する場合の、非定常磁場下でのエネルギー損失を定量的に評価し、クエンチ伝播の安定限界を詳細に解析した。その結果、クエンチ時の電流分布の変化の様子や、温度場の形成の様子が明かとなった。さらに、従来からの簡易的解析手法では評価することが不可能であった、外部磁場の強さの磁束流による発熱への影響が非常に大きいことが明かとなり、安定限界に関する詳細解析が不可欠であることが分かった。特に、外部磁場が大きいときには、磁束流による発熱が大きくなり、クエンチに対する発熱限界がかなり小さくなることが明かとなった。