ITER用超伝導コイルの製作技術開発と成果

濱田 一弥; 中嶋 秀夫; 奥野 清; 遠藤 壮*; 菊地 賢一*; 久保 芳生*; 青木 伸夫*; 山田 雄一*; 大崎 治*; 佐々木 崇*; et al.

JAERI-Tech 2002-027, 23 Pages, 2002/03

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国際熱核融合実験炉(ITER)の建設判断に必要な技術を実証することを目的として、1992年から工学設計活動 (EDA) が日本,欧州連合(EU),ロシア,米国の国際協力によって進められた。このEDAでは、各種の先端的機器の製作技術開発が行われ、ITERで必要とされる製作技術の実証と技術目標の達成に成功し、2001年7月に終了した。そして、現在、ITER計画は建設に向けた新たな局面へと進んでいる。ITERの超伝導コイル・システムは、トロイダル磁場(TF)コイル,中心ソレノイド(CS)コイル,ポロイダル磁場(PF)コイル,及び不整磁場補正コイルの4種類からなる。これらのコイルの内、CSコイル及びTFコイルは、これまで経験したことのない大型かつ高性能なコイルであるため、EDAにおいて、それぞれCSモデル・コイル計画及びTFモデル・コイル計画を実施し、製作技術開発及び超伝導特性の実証試験を行った。CSモデル・コイルの製作には、高性能超伝導素線製造技術,大型撚線技術,コイル化技術,熱処理技術,超伝導導体接続技術及び高耐電圧絶縁技術の開発が不可欠である。本報では日本が中心となって開発に成功したCSモデル・コイルについて、以上の製作技術を中心に紹介する。

Fabrication of superconductor for the DPC-TJ coil

青木 伸夫*; 大垣 後久*; 野口 一朗*; 向 博志*; 嶋田 守*; 浜島 高太郎*; 中山 茂雄*; 藤岡 勉*; 高橋 良和; 安藤 俊就; et al.

Cryogenics, 33(6), p.581 - 585, 1993/00

https://doi.org/10.1016/0011-2275(93)90113-3

核融合炉用大型高性能超電導コイル開発の一環として、特に大電流大型高磁界コイルの高電流密度化を目指し、DPC-TJコイルが製作され、試験・評価された。本論文では、DPC-TJコイルに用いられた高性能超電導導体の製作について述べる。本導体はケーブル・イン・コンジット方式強制冷凍型導体であり、12T-24kAの定格性能を有する。コイルに巻かれた導体としては世界最大容量の導体である。本導体を製作するに当たり、チューブ法(NbTi)Sn超電導線を採用することによって600A/mm-12Tという高い臨界電流密度性能を得たとともに、ロール・フォーミング方式によるケーブル・イン・コンジット導体の連続製造ラインを整備し、DPC-TJコイル用高性能導体を安定に製作することができた。

Development of a compact 18-T MF-(NbTi)Sn coil

西 正孝; 礒野 高明; 高橋 良和; 安藤 俊就; 辻 博史; 内山 剛*; 青木 伸夫*; 市原 政光*; 鈴木 英元*

IEEE Transactions on Magnetics, 27(2), p.2280 - 2283, 1991/03

https://doi.org/10.1109/20.133672

高性能高磁界超電導コイルを開発した。本コイルの設計・製作と実験結果について報告する。本コイルは核融合炉超電導コイル用高性能超電導線材開発研究の一環として計画され、製作されたコイルであり、以下の点で画期的なコイルである。(1)発生最高磁界18.4Tは4.2Kの液体ヘリウム温度で動作する超電導コイルとして世界記録を更新するものである。(2)大型コイル用導体にそのまま適用できる複合多芯型で量産型の超電導線材を用いている。(3)有効内径30mm級の18T級コイルとして蓄積エネルギーが従来の半分以下の1.5MJとコンパクトである(コイル電流密度設計、応力設計の最適化)、(4)18Tまでの励磁時間は従来の18T級コイルの半分以下の12分と短時間である。