核融合炉用60kA高温超伝導電流リードの開発と試験結果

Development and test results of a 60kA HTS current lead for fusion application

礒野 高明; 濱田 一弥; 河野 勝己; 阿部 加奈子*; 布谷 嘉彦; 杉本 誠; 安藤 俊就*; 奥野 清; 坊野 敬昭*; 富岡 章*; 讃岐 育孝*; 今野 雅行*; 上出 俊夫*

Isono, Takaaki; Hamada, Kazuya; Kawano, Katsumi; Abe, Kanako*; Nunoya, Yoshihiko; Sugimoto, Makoto; Ando, Toshinari*; Okuno, Kiyoshi; Bono, Takaaki*; Tomioka, Akira*; Sanuki, Yasutaka*; Konno, Masayuki*; Uede, Toshio*

高温超伝導体(HTS)を核融合用電流リードに応用する開発を行ってきた結果、ITERに必要な60kA級への大電流化と性能試験に成功した。本開発研究では、従来の銅を用いた電流リードの性能と比較して、4Kへの熱侵入量を1/10、冷凍機消費電力を1/3となることを開発目標とした。これらの目標を達成するための課題として、HTSシース材の選択,銅部の最適化,接続部発熱の軽減,HTSとステンレス鋼間の熱接触の改善を行った。開発した電流リードは60kA通電と開発目標を達成した。このHTS電流リードはITERに適用でき、冷凍機電力の低減が期待できる。

JAERI has been developing a large-capacity high-temperature superconductor (HTS) current lead for fusion application, and succeeded in fabricating and testing a 60kA HTS current lead satisfying ITER requirements. Targets of performance are 1/10 heat leak and 1/3 electric power consumption of cryogenic system compared with a conventional lead. To achieve the target, selection of sheath material of HTS, optimizing the Cu part, reduction of joule heat at joint between HTS and Cu parts, improve of heat transfer between HTS and stainless steel tube. Developed 60kA HTS current lead satisfied the design condition and almost achieved the targets. Adoption of the HTS current lead can reduce 13% electric power consumption of cryogenic system for ITER.