2002年度

IEEE Transactions on Applied Superconductivity

301143
Temperature and magnetic field dependence of the critical current density for a mass-produced Nb₃Al multifilamentary strand fabricated by a jelly-roll method
高橋良和 ; 小泉徳潔 ; 布谷嘉彦 ; 高谷芳幸* ; 辻博史
IEEE Transactions on Applied Superconductivity 12(2), p.1799-1803(2002) ; (JAERI-J 19567)

　原研はメーカと共同でITERのトロイダル磁場(TF)コイル用Nb₃Al素線を開発してきたが，中心ソレノイド(CS)モデル・コイルを使用して実験されるNb₃Alインサート・コイル用に，ジェリーロール法による素線を１トン製造した．この素線は，量産を目指した製造技術(品質管理技術を含む)を確立し，それを用いて製造されたものである．この素線の臨界電流値を広い温度範囲(4〜15K)と磁場範囲(16Tまで)において測定し，ピンニング力のスケーリング法により，臨界電流値の実験式を導き出した．この式は，ITERの運転温度において，実験結果とよい一致が得られた．よって，この式は，この素線を1152本用いた13T-46kA導体の性能評価及び核融合用超伝導導体の最適設計基準の確立のために有用と考えられる．

310117
Production of a 11km long jerry roll processed Nb₃Al strand with high copper ratio of 4 for fusion magnets
細野史一* ; 岩城源三* ; 菊地賢一* ; 石田真一 ; 安藤俊就* ; 木津要 ; 三浦友史 ; 逆井章
IEEE Transactions on Applied Superconductivity 12(1), p.1037-1040(2002) ; (JAERI-J 19761)

　核融合装置用トロイダル磁場コイルでは，超伝導コイルの大規模化から熱処理時の歪み劣化が小さいNb₃Al線材が着目されている．この良好な歪み特性を活かし，Nb₃Al線材をコイルに採用すると，化合物生成の熱処理後に巻線作業（リアクト&ワインド法）が可能となる．このため，熱処理時間の短縮化，大規模な熱処理炉不要，製作工程の簡素化等の大幅なコスト低減が見込め，大型コイルへの適用が期待されている．定常炉心試験装置として計画されているJT-60改修では，Nb₃Al線材のトロイダル磁場コイル適用のための設計・検討が進められている．そこで，JT-60改修計画に対応した銅比4のNb₃Al線材を，ジェリーロール法を用いて量産規模ベースで製造した．その結果，断線なしに11kmの線材を製造することに成功した．その諸特性について報告する．

301142
Development of Nb₃Sn and NbTi CIC counductor for supercoducting poloidal field coils of JT-60
三浦友史 ; 木津要 ; 土屋勝彦 ; 礒野高明 ; 松井邦浩 ; 逆井章 ; 石田真一 ; 松川誠 ; 安藤俊就
IEEE Transactions on Applied Superconductivity 12(1), p.611-614(2002) ; (JAERI-J 19566)

　JT-60の超伝導ポロイダル磁場（PF）コイルのために，20kA-7.4T級Nb₃Sn導体と20kA-5.0T級NbTi導体を開発した．PFコイルはパルス運転されるため，交流損失の低減が重要な検討項目である．2導体にはともにCrめっきを適用し，結合時定数の設計値は50msであるが，NbTi導体では，コスト低減を狙ってSnAgめっきの適用も検討した．短尺実寸サンプルの交流損失を測定した結果，Nb₃Sn導体の結合時定数は，導体熱処理時に素線間のCrめっきが焼結したため，設計値の5倍の大きさであった．曲げ歪を印加し焼結部をはがした後，交流損失を再測定する予定である．NbTi導体では，Crめっきが48msであり適用可能であることがわかった．一方，SnAgめっきは127msで，撚線後の効果的な酸化処理法をさらに検討する必要があることがわかった．臨界電流の測定結果についても報告する予定である．

301141
Development of high Cu ratio Nb₃Al and Nb₃Sn CICCs for superconducting toroidal field coils of JT-60
木津要 ; 三浦友史 ; 土屋勝彦 ; 松井邦浩 ; 礒野高明 ; 逆井章 ; 松川誠 ; 石田真一 ; 安藤俊就
IEEE Transactions on Applied Superconductivity 12(1), p.575-578(2002) ; (JAERI-J 19565)

　高臨界電流密度，高銅比超伝導素線を用いて超伝導改修後のJT-60トロイダル磁場コイル用Nb₃Al及びNb₃Sn導体を開発した．開発した導体は216本の超伝導素線と108本の銅線で構成されている．ケーブルは直径17mmで，3×3×3×3×4の撚り構成となっている．このケーブルにステンレスラップを施した後，ステンレス製のコンジットに引き込み導体とした．超伝導素線（直径0.74mm）の臨界電流密度は7.4T，4.2KにおいてNb₃Al（銅比4.0）は1964A/mm²，Nb₃Sn（銅比3.6）は1843A/mm²である．開発した実サイズ導体の臨界電流の測定を行ったところ，8〜11Tの外部磁場下において測定値は目標値を上まわり，JT-60のトロイダル磁場コイル用導体として利用できることが明らかとなった．

310116
Design of a superconducting coil system for remodeling JT-60
安藤俊就* ; 石田真一 ; 加藤崇 ; 菊池満 ; 木津要 ; 松川誠 ; 三浦友史 ; 中嶋秀夫 ; 逆井章 ; 杉本誠 ; 土屋勝彦 ; 辻博史
IEEE Transactions on Applied Superconductivity 12(1), p.500-503(2002) ; (JAERI-J 19760)

　トカマク型核融合装置JT-60の超伝導計画の超伝導コイル・システムの設計について紹介する．この超伝導コイル・システムはトロイダル磁場（TF）コイル，中心ソレノイド（CS），平衡制御磁場（EF）コイルからなる．TFコイルは，高さが5.8m，幅が3.9mのユニット・コイルの18個からなる．その巻線部での最大磁場は7.4T，そのときの磁気蓄積エネルギーは，これまで製作された超伝導コイルより1.7倍大きい世界最大の1.6GJである．本コイルには，原研で開発され，大きな電磁力が加えられても超伝導性能への影響の少ないニオブ・アルミ超伝導導体が使用される．CSは4個，EFコイルは6個からなり，最大磁場が7.4TであるCSとEF4ではニオブ・スズ導体が，最大磁場が5Tである他のEFコイルはニオブ・チタン導体が採用される．