Evaluation of strain applied to strands in a 13T-46kA NbAl cable-in-conduit conductor

13T-46kAニオブ・アルミ・ケーブル・イン・コンジット導体の素線に働く歪の評価

小泉 徳潔; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 中嶋 秀夫; 安藤 俊就*; 奥野 清

Koizumi, Norikiyo; Nunoya, Yoshihiko; Matsui, Kunihiro; Nakajima, Hideo; Ando, Toshinari*; Okuno, Kiyoshi

ITER-EDAの一環として、TFコイルの製作にreact-and-wind法を採用できることを実証するために、13T-46kA NbAlインサート(ALI)を開発した。react-and-wind法を採用した場合、導体は0.4%の曲歪を受けるため、ALI導体には、熱処理後に故意に0.4%の曲歪を印加した。したがって、導体は熱歪と曲歪を受ける。ALIの臨界電流値の測定結果から、素線が受ける熱歪,導体の曲げによる歪みは、それぞれ0.4%, 0%と評価できた。熱歪は予想値とよく一致した。他方、導体の曲げによっては、素線軸方向の歪は印加されなかった。また、歪の評価結果を、NbSn導体のそれとも比較した。NbSn導体の場合は、予想外の歪が生じたが、NbAl導体ではそのような歪は発生しなかった。これは、NbAl線の剛性が高いことに起因する。本結果は、NbAl導体が大型コイルへの適用性に優れていることを示す。

A 13T-46kA NbAl insert (ALI) has been developed in the ITER-EDA to demonstrate the applicability of react-and-wind technique to TF coil fabrication. Since it is estimated that a conductor is subjected to 0.4% bending strain after heat treatment when the react-and-wind method is applied, 0.4% bending strain was artificially applied to the ALI conductor. Thus, the conductor is subjected to the thermal and bending strains. The strains due to thermal stress and conductor bending are estimated from the critical current test results of the ALI to be 0.4% and 0%, respectively. The thermal strain showed good agreement with the prediction but the axial strain was not applied to the strand by the 0.4% bending. In addition, the evaluated strain of the NbAl conductor is compared with those of NbSn conductors. There was an unexpected strain in the NbSn conductors but the one was not observed in the NbAl conductor. One of the explanations is higher rigidity of the NbAl strand. This shows that an NbAl conductor is suitable to the application to large magnets.