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Al conductor for coils with react-and-wind method木津 要; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 安藤 俊就*; 菱沼 良光*; 小泉 徳潔; 松川 誠; 三浦 友史*; 西村 新*; 奥野 清; et al.
Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.1493 - 1499, 2007/10
被引用回数：3 パーセンタイル：25.51(Nuclear Science & Technology)大型超伝導コイルでは、大きな電磁力が発生するので、電磁力支持,電気絶縁の観点から、超伝導素線を数百本撚り合わせたケーブルを、金属製の鞘(コンジット)に納めたケーブル・イン・コンジット(CIC)型の超伝導導体を使用している。CIC型導体では冷却によるコンジットとケーブルとの熱収縮差に起因する熱歪,導体の曲げによる曲げ歪の影響が問題となる。しかしながら、超伝導コイルでは熱歪や曲げ歪を変化させることはできないので、コイル試験では、超伝導工学上重要な、臨界電流値と熱歪・曲げ歪の関係を幅広い領域で評価することは困難であった。そこで、本研究では、液体ヘリウムにより冷却されたCIC導体サンプルに、クライオスタット外部からシャフトを介してねじりを加えることを可能にする試験装置を開発した。この新しい試験装置に、ねじりばね状のNbAl CIC導体サンプルを取り付け、ねじることにより、サンプルに引張り・圧縮歪、及び曲げ歪を連続的に印加し、臨界電流と歪の関係を測定することに成功した。また、本研究の結果より、CIC型導体中の撚り線の歪緩和機構が存在することが明らかとなった。
Al strand and cable-in-conduit conductor木津 要; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 安藤 俊就*; 菱沼 良光*; 小泉 徳潔; 松川 誠; 三浦 友史*; 西村 新*; 奥野 清; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.872 - 875, 2006/06
被引用回数：1 パーセンタイル：11.95(Engineering, Electrical & Electronic)NbAl素線の臨界電流値(Ic)は歪みにより減少する。ケーブル・イン・コンジット導体(CICC)中の素線には熱歪みと曲げ歪みが加わる。しかしながら、JT-60定常高ベータ化計画のR&Dにおいてリアクト・アンド・ワインド法によって製作されたNbAl-D型コイルにおいては、0.4%の曲げ歪みが印加されてもIcは減少しないことが見いだされている。これは、素線の曲げ歪みがケーブル効果により緩和したことを示唆している。CICCのIcに対する曲げの効果を評価するためには、素線に対する引張り・圧縮歪みの効果と、CICC中の素線の歪み緩和効果を調査する必要がある。そこで本研究では、素線及びCICCサンプルに引張り・圧縮歪みを印加できる装置を開発した。サンプルはベリリウム銅製のねじりコイルばね形状のサンプルホルダー表面に取り付けられ、ホルダーをねじることで歪みが印加される。CICCサンプルを取り付け可能とするために82mm径のサンプルホルダーを製作した。NbAl素線サンプルのIcを外部磁場6
12T,歪み-0.86%+0.18%の範囲で測定することに成功した。外部磁場11T,歪み-0.86%でのIcは歪み0%の65%に減少することが見いだされた。
西村 新*; 菱沼 良光*; 妹尾 和威*; 田中 照也*; 室賀 健夫*; 西嶋 茂宏*; 片桐 一宗*; 竹内 孝夫*; 進藤 裕英*; 落合 謙太郎; et al.
AIP Conference Proceedings 824, p.241 - 248, 2005/09
国際熱核融合実験炉の設計では中性粒子ビーム入射のポートからの放射線ストリーミングによる影響で超伝導コイルで使用されるガラス繊維強化プラスチックが中性子及び
線に曝される。放射線照射による有機絶縁材料の材料強度の劣化は超伝導コイルシステムの健全性に大きな影響を与える可能性がある。本研究では日本原子力研究開発機構DT中性子源FNSによる14MeV中性子照射及び大阪大学のCo-60線源による線照射実験を実施し、候補ガラス繊維強化プラスチックG-10CRの割裂強度の推定及び層間せん断強さの実験的検証を行った。その結果、1MGy以上のCo-60線照射に関しては劣化が確認されたが、本研究でのDT中性子照射量(3
10
n/m
)内での材料的劣化は認められなかった。
Al素線とケーブル・イン・コンジット導体の臨界電流に対する引張り・圧縮歪みの影響木津 要; 安藤 俊就*; 奥野 清; 小泉 徳潔; 島田 勝弘; 妹尾 和威*; 高畑 一也*; 玉井 広史; 土屋 勝彦; 西村 新*; et al.
no journal, ,
トカマク国内重点化装置トロイダル磁場コイルの候補線材であるニオブアルミ(NbAl)素線とケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の引張り・圧縮歪みによる臨界電流(Ic)の変化を測定することを目的に、コイルばね状に成形したベリリウム銅製サンプルホルダー,ホルダーの外表面に取り付けられる超伝導サンプル、及びこれらのサンプルに低温中で連続的に異なる歪みを印加し、Ic特性を取得できる新たな実験装置を製作した。サンプルは、サンプルホルダーの外表面にNbAl素線を取り付けたもの(素線サンプル)と、NbAl素線2本,銅線1本をステンレス鋼製のコンジットに入れたCIC導体をサンプルホルダーに取り付けたもの(CICサンプル)を製作した。これより素線サンプルは-0.88%+0.15%の、CICサンプルは-0.91%+0.26%の歪み領域のIcの測定に成功し、NbAlの歪みによるIcの減少がニオブスズより小さいことを確認した。また、素線サンプルとCICサンプルの臨界電流密度(Jc)の比較よりCICサンプルの歪みによるJcの減少は素線サンプルより緩やかであるという結果が得られた。これはCIC導体中の素線の歪みの緩和を示唆しており、導体中の素線が撚られていることに起因すると推察される。
Al CIC導体の臨界電流密度の歪依存性木津 要; 安藤 俊就*; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 松川 誠; 玉井 広史; 小泉 徳潔; 奥野 清; 西村 新*; 菱沼 良光*; et al.
no journal, ,
NbAlケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の臨界電流値(Jc)の曲歪による影響に関する研究の一環として、スプリング法によるCIC導体に歪印加する装置を製作し、2本のNbAl素線と1本の純銅線の3本線からなるNbAl CIC導体サンプルについて臨界電流値と歪の関係について測定を行った。その結果、NbAl CIC導体は、NbAl素線より歪に対してJcの低下が小さいことが確認された。本結果はコイルの設計付近の-0.7%歪みにおいてのJcが0.2%程度ずれた値に相当することを示している。
西村 新*; 菱沼 良光*; 妹尾 和威*; 田中 照也*; 室賀 健夫*; 西嶋 茂宏*; 片桐 一宗*; 竹内 孝夫*; 進藤 裕英*; 落合 謙太郎; et al.
no journal, ,
燃焼プラズマ核融合装置では強い磁場強度と燃焼プラズマを維持するための超伝導磁石システムが利用される。この核融合装置ではプラズマを高温にするためにNBIや電子サイクロトロン共鳴装置等の加熱装置が大型ポートに設置される。そのため超伝導磁石冷却用のクライオスタットがDT核融合中性子に曝され、超電導材料にダメージを与えることが懸念される。中性子照射による候補超伝導材料の劣化特性メカニズムを検証及び照射による超伝導材料への効果のデータを構築するために、日本原子力研究開発機構の核融合中性子源FNSによる超伝導材料照射実験を行いその照射影響を調べた。その結果、中性子照射による臨界温度の低下が観測されたものの、ITERクラスでは問題とならないことを確認した。
Al CIC導体のIcの曲歪み依存性木津 要; 安藤 俊就*; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 松川 誠; 玉井 広史; 小泉 徳潔; 奥野 清; 西村 新*; 菱沼 良光*; et al.
no journal, ,
NbAlケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の臨界電流値(Ic)の曲歪による影響に関する研究を核融合科学研究所のLHD計画共同研究の支援を得て行っている。すなわち、スプリング法によるCIC導体のIcの曲げ歪み効果を、0から約0.6%まで4.2Kの温度で連続的に測定できる装置を製作し、今回実験を行って、貴重なデータを得た。本報では、導体を剛体と仮定して、導体内の磁場分布,歪み分布を考慮したIc計算を試み、実験結果との比較検討を行った結果を報告する。実験結果では、9, 10, 11Tのいずれの外部磁場でも約0.6%の歪みまでほとんどIcは曲歪みによる影響がなかったが、計算では0.5%の曲歪みにおいて、9Tで約20%、11Tで約30%のIcの低下が見られ、実験結果と大きな違いがみられた。そこで、曲歪みの中心軸が導体の中心からずれた場合について計算を行った。実験結果と最も一致する計算値は導体の曲げ加工する内側方向に3.5mm中心軸がずれた場合である。しかし、このズレ値が正しいかの判断は0.6%以上での実験結果での検証が必要である。以上のように実験結果は予想される計算結果より曲加工に影響されないことが明らかになった。
Al素線の軸方向歪特性と波状変形特性名原 啓博; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 辺見 努; 小泉 徳潔; 礒野 高明; 宇野 康弘*; 奥井 良夫*; 押切 雅幸; 妹尾 和威; et al.
no journal, ,
急熱急冷・変態法により製作されたNbAl超伝導素線のI
(B,T,
)特性及び波状変形特性を計測した。その結果、NbSn素線と比較して、軸方向歪に対するIの低下は小さいことがわかった。一方、波状変形に関しては、低い荷重ではNbSn素線と比較してIの低下が非常に小さいが、ある荷重を超えると急激にIの劣化が生じることがわかった。
礒野 高明; 松井 邦浩; 奥井 良夫*; 妹尾 和威; 小泉 徳潔; 高橋 良和; 奥野 清
no journal, ,
ITER-TF導体は、日本,欧州,韓国,ロシア,米国,中国の6か国が調達し、日本は25%(4.75個分)を分担する。日本が調達するTF導体用NbSn素線の重量は約100tonであり、TF導体の総長は約22kmである。原子力機構は、他国に先立ち昨年11月にTF導体調達の取決めをITER機構と結んだ。国内メーカとの契約は、NbSn素線の製作,撚線作業,導体化作業(ジャケット製作を含む)の3段階に分割した。この調達の前に、国内4社が製造したNbSnを用いて、TFコイルの運転条件における実規模導体の超伝導特性をスイスのサルタン試験装置を用いて評価しており、内2社分については昨年報告した。今回は、残り2社の素線を用いた導体性能試験結果について報告する。通電方向により結果が異なるなど、今までと異なる現象が測定されたが、片方の素線については要求性能を満たすと判断している。
