数値シミュレーションによるNbSn素線の曲げ歪印加時における超電導特性の評価

Numerical simulation of critical characteristics in NbSn strand subjected to bending strain

村上 陽之*; 植田 浩史*; 我妻 洸*; 石山 敦士*; 小泉 徳潔; 奥野 清

Murakami, Haruyuki*; Ueda, Hiroshi*; Agatsuma, Ko*; Ishiyama, Atsushi*; Koizumi, Norikiyo; Okuno, Kiyoshi

NbSn素線の連続的な曲げ変形に対する臨界電流性能の劣化機構,要因を解明するために、分布定数回路モデルを用いた解析コードを開発した。解析結果は、実験結果と比較的よく一致し、開発した解析コードの妥当性が示された。本解析コードを用いて、臨界電流性能の劣化要因となるパラメータを調査し、以下の結論を得た。(1)臨界電流性能の劣化は温度に依存し、温度が高くなるほど劣化が大きくなる。(2)臨界電流性能の劣化度は横荷重の周期長に依存し、周期長が長いほど劣化が大きくなる。(3)臨界電流性能の劣化には、素線の曲げ剛性の影響が大きく、バリア層を厚くするなどの構成部材の断面積比を変えることは劣化を低減するために有効である。(4)ツイスト・ピッチの劣化への影響は小さい。

In the ITER EDA, four NbSn model coils were developed and tested. In these tests, it is revealed the critical current of the conductor degrades. One of the explanations of this phenomenon is the periodic strand bending caused by enormous electromagnetic forces. We developed a simulation code to investigate dependency of the critical characteristics on bending strain. The results of the numerical simulations were in good agreement with the experiments. The general dependence of the critical current on periodic transverse load, temperature, pitch of periodic load, Ta barrier thickness, twist pitch and RRR of the bornze matrix is investigated using this simulation code.