ITER超伝導導体の技術課題と取り組み

Technical problem and resolution of superconductor for the ITER magnet

布谷 嘉彦; 名原 啓博; 高橋 良和; 押切 雅幸; 堤 史明; 高村 淳; 中瓶子 伸二; 渋谷 和幸*

Nunoya, Yoshihiko; Nabara, Yoshihiro; Takahashi, Yoshikazu; Oshikiri, Masayuki; Tsutsumi, Fumiaki; Takamura, Jun; Chuheishi, Shinji; Shibutani, Kazuyuki*

国際合意されたITERの責任分担において、原子力機構は中心ソレノイド(CS)及びトロイダル磁場コイル用の超伝導(NbSn)ケーブルインコンジット導体を担当している。実規模での導体の性能試験をスイスのSULTAN試験装置により、特に、CSコイルの運転に対応する繰り返し通電による電磁力サイクルが性能に与える影響の評価を行っている。素線変形を少なくするために、CS導体では撚線の撚りピッチが長い(NTP)仕様での設計を当初考えたが、NTPの導体は連続通電に対して特性が低下することがわかった。しかし、撚りピッチを短くしたころ、特性低下が認められなかった。これは撚りピッチを短くしたことにより、素線間の機械的結びつきが強くなり、撚線の剛性が高まったためと理解されている。その他、ITER超伝導導体製作における技術課題とその取り組みについて概説する。

Japan Atomic Energy Agency is responsible for NbSn Cable-in-Conduit conductors or the Central Solenoid (CS) and the Toroidal Field (TF) coil under the ITER project. Full-size conductor test was performed to confirm performance using SULTAN facility at Switzerland, especially effect of electromagnetic load cycles on the current sharing temperature (Tcs). The original (reference) conductor which had relatively long twist pitch cabling design is called as the normal twist pitch (NTP) conductor. NTP conductor showed Tcs decrease with increasing the number of cycles. By introducing short twist pitch conductor, performance during electromagnetic cycles was improved and concern of Tcs decrease in ITER CS is eliminated. Improvement is understood that shorting pitch of the triplet in the first stage make more engagement of strand providing more stiffness of the cable that prevent strand deformation like buckling observed in the destructive examination of the previous SULTAN sample.