Development of 10kA Bi2212 conductor for fusion application

核融合用10kA Bi2212導体の開発

礒野 高明; 布谷 嘉彦; 安藤 俊就*; 奥野 清; 小野 通隆*; 尾崎 章*; 小泉 勉*; 大谷 望*; 長谷川 隆代*

Isono, Takaaki; Nunoya, Yoshihiko; Ando, Toshinari*; Okuno, Kiyoshi; Ono, Michitaka*; Ozaki, Akira*; Koizumi, Tsutomu*; Otani, Nozomu*; Hasegawa, Takayo*

原研では、実証炉での適用を目指して高温超伝導を用いた大型導体の開発を行っている。高温超伝導は、実証炉で要求される16T以上の強磁場を発生することが可能である。16T,4.2Kでは現在最も性能が良い銀合金シース型Bi2212丸線を用い、10kA,12T導体の試作を開始した。導体は、直径は34mmで、729本の撚線である。動作温度は、4Kだけではなく20Kでも設計しており、サンプルは間接冷却で、導体表面はハンダで固めている。これは、20Kでは超臨界圧ヘリウムの比熱とほぼ同等となる鉛の比熱を利用するためである。導体試験の結果、大型高温超電導導体の製作性の実証と、12T,約12.5Kでの10kA通電が成功し、高温超伝導の核融合応用への可能性を実証できた。

Japan Atomic Energy Research Institute has started development work on a large current conductor using high Tc superconductor (HTS) aiming at a fusion power reactor after the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). HTS has a capability to produce a magnetic field of higher than 16 T, which is required in such a fusion power reactor. A trial fabrication of a 10-kA 12-T conductor was started using round Ag-alloy sheathed Bi-2212 strands, which has best performance at 4.2K, 16T at present. The conductor has about 34-mm diameter, and is composed of 729 HTS strands. Operating temperature is designed at not only 4 K but also 20K. The conductor sample is indirectly cooled and is solder-coated on the surface to use specific heat of the lead as much as possible, which at 20 K is almost comparable with specific heat of SHe at 4.5K, 0.6MPa. From the tests of the conductor, the fabrication of large HTS conductor and 10kA operation at 12 T and about 12.5 K were successfully performed and the possibility of HTS to use fusion application was demonstrated.