超伝導線路を用いたパルス形成回路の研究

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本研究の目的は、サージ進行時の減衰が常伝導線路に比べると著しく小さくなる超伝導線路をパルス電圧形成回路に応用することである。今年度は、回路設計の指針確立と低電圧領域での動作実証を主たる目的として研究を実施した。以下に得られた主な結果を記す。1.内部発生急峻波サージ電圧のマグネット巻線への伝搬特性に対するシミュレーション実験を行い、内部電圧分布特性の定性・定量的検討を行った。2.超伝導マグネット内部のサージ伝搬特性は導体温度に著しく影響を受ける。特に液体ヘリウム温度(4.2K)においては減衰率は殆どゼロにまで低下し、超伝導機器内ではサージ伝搬時の減衰が著しく抑制されることを明らかにした。また、サージ伝搬速度も常温時の約25%に増大することを確認した。3.分布定数回路にもとづくサージ解析シミュレーションモデルを構築し、サージ伝搬特性に対する回路パラメータの影響を定量的に検討した。その結果、サージ減衰は導体抵抗に、またサージ伝搬速度はキャパシタンスやインダクタンスに影響を受けやすいことがわかった。4.線路両端におけるサージ反射率を100%とし、サージ反射の繰り返しによるパルス形成を試みたが、この場合、サージ入力時の損失が大きくなり、接続負荷を高速で切り替えることによって反射率を制御する必要があることが判明した。