核融合炉応用を目指したNbAl導体の開発と大型超電導コイルへの適用

Development of a NbAl conductor to be applied to a fusion reactor and its application to a large superconducting coil

小泉 徳潔; 奥野 清; 中嶋 秀夫; 安藤 俊就*; 辻 博史

Koizumi, Norikiyo; Okuno, Kiyoshi; Nakajima, Hideo; Ando, Toshinari*; Tsuji, Hiroshi

原研は、1980年代にNbAl導体の開発を開始し、1990年代終りには約1トンのNbAl線を製造し、150m長の大電流NbAl導体を開発した。本導体を用いてNbAlインサート・コイルを開発し、試験した。本コイルの開発では、コイル端子の電気的接続部の開発や、従来の知見では予想されていなかった熱応力への対処法の考案等を行った。さらに、NbAlインサート・コイルの製作では、NbAl線の歪による臨界電流値の低下が小さいことを利用して、NbAl生成熱処理後に巻線加工を行うことで、コイル製作方法を簡易にする手法を採用した。この手法の適用性検証のため、熱処理後の導体に人為的に曲げ歪を印加した。このようにして、2001年1月にNbAlインサート・コイルの製作を完了し、2002年4月に通電試験を行った。その成果として、46kA-13Tの定格励磁に成功した。また、60kA-12.5Tの拡張試験も行い、大きな電磁力の下でも、コイルを安定に運転できることを実証した。さらに、熱処理後の導体の曲げの臨界電流性能への影響も十分小さく、コイル製作方法の簡易化が可能であることを示した。

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