数値シミュレーションによるTFコイル用CIC導体内の電流分布解析

Numerical simulation of current distribution in CICC for ITER TF coil

梶谷 秀樹*; 植田 浩史*; 石山 敦士*; 村上 陽之; 小泉 徳潔; 奥野 清

Kajitani, Hideki*; Ueda, Hiroshi*; Ishiyama, Atsushi*; Murakami, Haruyuki; Koizumi, Norikiyo; Okuno, Kiyoshi

ITER・TFコイル用ケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の性能検証試験をスイスのSULTAN試験装置を用いて実施している。試験の結果、導体の超伝導特性が素線単体の性能と素線に加わる熱歪の値から予測される性能に比べ低下する現象が観測された。この要因として、ジョイント部における接続抵抗が素線ごとに異なることにより生じる導体内の電流偏流が考えられる。そこで、導体内の電流偏流の度合いを定量的に評価することを目的として、長手方向の磁場分布や温度変化に依存した素線ごとの超伝導特性,ジョイント部及びターミナル部における接続抵抗、及び素線間のインダクタンスを考慮した数値解析コードを開発した。解析の結果、ジョイント部の磁場が不均一であることと銅の磁気抵抗効果によって生じるジョイント部の抵抗率分布、接続に用いた銅と各素線の接触距離の違いに起因する接触抵抗の違いから電流偏流が生じ、導体の性能低下の要因となっていることが確認された。特に、銅の抵抗率分布が偏流に及ぼす影響は大きく、最大で平均値の1.7倍の電流を流している素線が存在することがわかった。

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