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口頭

ITER導体用撚線の開発と製作

高橋 良和; 名原 啓博; 布谷 嘉彦; 諏訪 友音; 堤 史明; 押切 雅幸; 尾関 秀将; 渋谷 和幸*; 河野 勝己; 川崎 努*; et al.

no journal, , 

ITER中心ソレノイドの導体用撚線は、撚りピッチが短い導体は電磁力の繰り返し負荷に対する超伝導性能の低下がないことは既に報告した。撚りピッチが短い撚線は撚り合わせて圧縮成形する前の外径が大きくなるため、圧縮成形作業において圧縮率が高くなり、素線の変形を小さくする必要がある。このため、撚りピッチを最適化するための試作を行った。その結果、素線のダメージ(変形)は画期的に小さくなった。並行して、人工的に変形を施した素線のIcを測定し、変形のIcへの影響を測定した。両者の結果より、Icが低下しない撚線を開発することができたので実機撚線の製作を開始した。また、この撚線の機械的特性を引張試験により評価した。試作状況,機械的特性と合わせて、実機撚線の製作状況を報告する。

口頭

ITER超伝導導体の技術課題と取り組み

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*

no journal, , 

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(Nb$$_{3}$$Sn)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。

口頭

ITER導体の製作進捗

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

no journal, , 

国際合意されたITERの日本調達分担に基づき、日本原子力研究開発機構はITER超伝導導体の製作を行っている。日本はトロイダル磁場(TF)コイル用導体と中心ソレノイド(CS)用導体の製作を担当しており、TF導体では415mと760mの導体をそれぞれ9本及び24本、またCS導体では613mと918mの導体をそれぞれ7本及び42本製作している。導体はステンレス製コンジットを用いたCICであり、TF導体の製作は残り2本となっており、CS導体についてはこれから本格的に製作を開始するところである。導体製作では直状のジャケット管に撚線を引き込む方式を用いているが、引き込みの結果、撚線のツイストピッチが伸展するなど、当初では予期しなかった導体製作上の問題点とその対処及び導体製作の進捗について紹介する。

口頭

ITER中心ソレノイド(SC)コイル用ジャケットの非破壊検査

高橋 良和; 諏訪 友音; 名原 啓博; 尾関 秀将; 布谷 嘉彦; 押切 雅幸; 堤 史明; 高村 淳; 渋谷 和幸*; 中瓶子 伸二; et al.

no journal, , 

ITER計画において、原子力機構は中心ソレノイド(CS)コイル用導体の調達を担当し、製作したCS導体をコイル製作担当の米国に送付することになっている。CSコイルは高さ約12m、外径約4mで、6個のモジュールを積み重ねた構造を有する。導体の単長は最大910mであり、通電電流値は13Tの磁場中において40kAである。導体はケーブル・イン・コンジット型と呼ばれるもので、576本のNb$$_{3}$$Sn素線と288本の銅素線で構成される撚線を、矩形の中に円形の穴がある高マンガン鋼(JK2LB)製ジャケットに挿入し、ジャケットを圧縮成型したものである。圧縮成型される前のジャケットは、外寸法51.3mm、穴の直径35.3mm、単長7m、重さ約90kgである。このジャケットは、出荷前に非破壊検査により、最大許容サイズの欠陥がないことを確認する必要がある。内及び外表面の欠陥は、渦電流探傷(ECT)法 で、内部の欠陥は、超音波探傷(UT)法で行われる。今回は、表面のECTについて、その技術と検査実績を報告する。

口頭

ITER超伝導導体の製作状況

布谷 嘉彦; 諏訪 友音; 高橋 良和; 押切 雅幸; 堤 史明; 中瓶子 伸二; 渋谷 和幸*

no journal, , 

原子力機構は国際合意されたITERにおける調達分担に基づき、超伝導導体(導体)の製作を行っている。トロイダル(TF)磁場コイル用導体について、全体の25%の製作(33本)及び中心ソレノイド(CS)コイル用導体全量(49本)の製作を担当している。これまでに、TF導体に用いる超伝導素線の製作は全て完了し、また31本の撚線製作と導体製作が終了しており、2014年中に全量の製作が終了する。CS導体では5本の撚線製作と4本の導体製作が終了している(全て4月末現在)。CS導体の製作は2017年まで続く計画である。導体開発では、初めに試作した導体サンプルを用いた性能試験を行った。特にCS導体はITERの運転回数(3万回を予定)と同じ繰り返しの電磁力を受けるが、高い変形強度が期待できる導体を構成する超伝導撚線の撚りピッチを短くする改良を行うことにより、繰り返しの電磁力に耐える高性能な導体を開発することがでた。製作進捗状況とその他技術的課題の解決について報告する。

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