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Development of advanced Nb$$_{3}$$Al superconductors for a fusion demo plant

実証プラント用先進Nb$$_{3}$$Al超伝導導体の開発

小泉 徳潔; 竹内 孝夫*; 奥野 清

Koizumi, Norikiyo; Takeuchi, Takao*; Okuno, Kiyoshi

原研では、約750$$^{circ}$$Cで熱処理を行えるNb$$_{3}$$Al導体を開発した。しかし、Nb$$_{3}$$Al本来の性能を発揮し、約16Tの高磁場を発生するためには、約1900$$^{circ}$$Cの高温で熱処理を行う必要がある。他方、約1900$$^{circ}$$Cでの熱処理を行った場合、核融合炉用超伝導導体で従来採用している安定化銅を内部に含有するNb$$_{3}$$Al線を使用することができなくなる。そこで、約1900$$^{circ}$$Cの高温で一次熱処理を行った後に、Nb$$_{3}$$Al線の外部に銅線を配置し、これにより安定化する構造を考案した。従来、このような外部安定化の構造では、常伝導転移時の銅線への電流転流に時間を要し、安定化が困難であると予想されていた。そこで、電流転流挙動と熱的挙動を数値的に解くコードを開発し、Nb$$_{3}$$Al導体の外部安定化の可否について定量的に評価した。その結果、Nb$$_{3}$$Al線と銅線の熱的,電気的接触を良好に保つことで、外部安定化が可能なことを示した。これにより、高性能Nb$$_{3}$$Al導体を使用したより効率の高い発電実証プラントへの可能性の道を開いた。

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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