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Application of react-and-wind method to D-shaped test coil using the 20 kA Nb$$_{3}$$Al conductor developed for JT-60SC

JT-60SCのために開発した20kA級Nb$$_{3}$$Al導体を用いたD型試験コイルへのリアクト・アンド・ワインド法の適用

木津 要; 三浦 友史; 土屋 勝彦; 小泉 徳潔; 松井 邦浩; 安藤 俊就*; 濱田 一弥; 原 英治*; 今橋 浩一*; 石田 真一; 礒野 高明; 河野 勝己; 川辺 勝*; 川崎 勉*; 久保 博篤*; 松川 誠; 名原 啓博; 布谷 嘉彦; 奥野 清; 大都 起一*; 押切 雅幸*; 逆井 章; 関 秀一*; 高野 克敏*; 玉井 広史; 堤 史明*; 宇野 康弘

Kizu, Kaname; Miura, Yushi; Tsuchiya, Katsuhiko; Koizumi, Norikiyo; Matsui, Kunihiro; Ando, Toshinari*; Hamada, Kazuya; Hara, Eiji*; Imahashi, Koichi*; Ishida, Shinichi; Isono, Takaaki; Kawano, Katsumi; Kawabe, Masaru*; Kawasaki, Tsutomu*; Kubo, Hiroatsu*; Matsukawa, Makoto; Nabara, Yoshihiro; Nunoya, Yoshihiko; Okuno, Kiyoshi; Otsu, Kiichi*; Oshikiri, Masayuki*; Sakasai, Akira; Seki, Shuichi*; Takano, Katsutoshi*; Tamai, Hiroshi; Tsutsumi, Fumiaki*; Uno, Yasuhiro

JT-60SCの超伝導トロイダル磁場コイル(TFC)製作においては、Nb$$_{3}$$Al導体が歪による臨界電流(${it I}$$$_{c}$$)の減少が少ないために、より低コストなコイル製作を可能とする熱処理後巻線する方法(リアクト・アンド・ワインド法:R&W法)が適用可能と考えられる。しかしながら、曲げに起因する${it I}$$$_{c}$$の減少を評価するためのデータが不足しており、核発熱などによる温度上昇に対するコイルの温度裕度を見積もることが困難であった。そこで、R&W法による導体の曲げの影響を評価するために${it I}$$$_{c}$$測定部がTFC実機と同じR=1.06m(曲げ歪:$$pm$$0.4%)の曲率となるD型のコイルを開発し、${it I}$$$_{c}$$を測定した。また曲げの寄与を明確にするために、曲げを加えていない短尺サンプルも製作した。コイル製作は、導体をR=2.13mの環状に成形した状態で熱処理を行い、その後、D型コイル形状に巻線を行った。D型コイルを温度(T)4.3-4.4K,磁場(B)7-12Tで試験し、30kA(7.3T, 4.4K)の${it I}$$$_{c}$$を達成した。D型コイルと超伝導素線との${it I}$$$_{c}$$比較より、導体の歪は-0.6%程度と見積もられた。これは、短尺サンプルと同程度の歪であり、0.4%の曲げは${it I}$$$_{c}$$にほとんど影響を与えないことが明らかとなり、TFCをR&W法で製作した場合でも、設計基準の温度裕度を確保できることが見いだされた。

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