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論文

Current sharing temperature of central solenoid conductor for JT-60SA under repetition excitation

村上 陽之; 木津 要; 市毛 寿一; 神谷 宏治; 土屋 勝彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 濱口 真司*; 高畑 一也*; 柳 長門*; et al.

Proceedings of 24th International Cryogenic Engineering Conference (ICEC 24) and International Cryogenic Materials Conference 2012 (ICMC 2012) (CD-ROM), p.575 - 578, 2012/05

JT-60SA装置の中心ソレノイド(CS)導体は、最大9Tの磁場を受けるため、Nb$$_{3}$$Sn素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体により製作される。CS導体の量産に先立ち、超伝導特性の確認を目的に、日本原子力研究開発機構(JAEA)と核融合科学研究所(NIFS)が共同で、分流開始温度(Tcs)測定試験及び4000回までの繰り返し通電を実施した。今回実施したTcs試験及び繰り返し通電試験より、CS導体は十分な超伝導特性を持つこと、繰り返し励磁に対して超伝導特性の劣化を示さないことがわかった。また、本試験結果をもとに実機運転におけるCS導体の温度マージン解析を行った結果、十分な温度マージンを持って運転できることが確認できた。以上より、CS導体の設計及び製造プロセスに問題がないことが確認できたことから、CS導体の量産を開始した。本講演では、Tcs測定試験,繰り返し通電試験及び温度マージン解析の結果について報告する。

論文

Fabrication and tests of EF conductors for JT-60SA

木津 要; 柏 好敏; 村上 陽之; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 土屋 勝彦; 吉田 清; 濱口 真司*; 松井 邦浩; 中村 一也*; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.1432 - 1435, 2011/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:58.2(Nuclear Science & Technology)

JT-60SA装置の超伝導マグネットのうち、中心ソレノイド(CS)とプラズマ平衡磁場(EF)コイルが日本で製作される。EFコイル導体はNbTi素線を用いたケーブル・イン・コンジット型導体である。これらの導体は、メーカより納入された超伝導撚線とジャケットを日本原子力研究開発機構・那珂核融合研究所内に建設された、全長約680mの導体複合化設備で複合化することで製作される。EFコイル実機に使用する444mの超伝導導体の量産製造が平成22年3月より開始された。また、量産に先立って、超伝導導体の分流開始温度(Tcs)などの超伝導特性の評価試験を行った。その結果、Tcsは素線からの予測値と一致し、導体製作過程による超伝導性能の劣化がないことを確認した。

論文

Stability margin of NbTi CIC conductor for JT-60SA equilibrium field coil

村上 陽之; 市毛 寿一; 木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 濱口 真司*; 高畑 一也*; 柳 長門*; 三戸 利行*; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 21(3), p.1991 - 1994, 2011/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.75(Engineering, Electrical & Electronic)

JT-60SA装置の平衡磁場(EF)コイルは、最大経験磁場が6.2Tと比較的小さいため、NbTi素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体により製作される。実機に使用される導体の量産に先立って、導体の超伝導特性を確認するため、実機導体を用いた性能評価試験を日本原子力研究開発機構(JAEA)と核融合科学研究所(NIFS)が共同で実施し、Tcs(分流開始温度)及びMQE(最小クエンチエネルギー)が測定された。試験の結果、実機導体は設計通りのTcsを持ち平衡磁場コイルの運転に支障がないこと、また運転領域(最大通電電流20kA,最大磁場6.2T)におけるMQEが高く、平衡磁場コイルの運転を安定に行えることが確認できた。本講演ではこれらの性能評価試験について報告する。

論文

Critical current measurement of prototype NbTi cable-in-conduit conductor for JT-60SA

木津 要; 土屋 勝彦; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 星 亮; 濱口 真司*; 布谷 嘉彦; 吉田 清; 松川 誠; 柳 長門*; et al.

Fusion Engineering and Design, 84(2-6), p.1058 - 1062, 2009/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:65.67(Nuclear Science & Technology)

JT-60SA装置のEFコイルの最大運転電流と最大経験磁場は、20kA, 6.2Tである。EFコイル導体はSS316LジャケットのNbTiケーブル・イン・コンジット型導体である。導体の性能を確認するために、サンプル導体を製作し、コイルの運転条件における分流開始温度($$T$$$$_{rm cs}$$)の測定を行った。その結果、20kAにおける、導体の$$T$$$$_{rm cs}$$の劣化は0.01$$sim$$0.08K程度であり、導体構造と製作方法による性能の大きな劣化は観測されず、実機導体設計の妥当性を確認できた。また、標準運転シナリオにおける運転電流・運転温度と試験結果との比較を行い、1K以上の温度マージンがあることを確認した。

論文

Upgrading the NIFS superconductor test facility for JT-60SA cable-in-conduit conductors

尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 柳 長門*; 三戸 利行*; 今川 信作*; 木津 要; 土屋 勝彦; 星 亮; 吉田 清

Fusion Engineering and Design, 84(7-11), p.1442 - 1445, 2009/06

 被引用回数:18 パーセンタイル:78.17(Nuclear Science & Technology)

JT-60SAの平衡磁場(EF)コイルのケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の試験のために、核融合科学研究所(NIFS)の超伝導試験装置を改良した。試験装置には、超臨界圧ヘリウム(SHe)のトランスファーチューブと熱交換器を新規に組み込んだ。また、CIC導体は大気圧のヘリウムガスを満たした熱絶縁容器に入れる構造とした。さらに、導体の温度は、冷媒入口配管に取り付けたフィルムヒータで変化させることにした。そして、本装置を用いて、プロトタイプ導体の臨界電流と分流開始温度測定に成功した。測定では、導体の温度を正確にコントロールできることを確認した。

口頭

JT-60SAのプロトタイプ型NbTiケーブル・イン・コンジット導体の臨界電流測定

木津 要; 土屋 勝彦; 星 亮; 吉田 清; 松川 誠; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 柳 長門*; 今川 信作*; et al.

no journal, , 

JT-60SA装置のEFコイルの最大運転電流と最大経験磁場は、20kA,6.2Tである。EFコイル導体はSS316LジャケットのNbTiケーブル・イン・コンジット型導体である。導体の性能を確認するために、コイルの運転条件における分流開始温度(Tcs)の測定を行った。その結果、6.2Tにおける、導体のTcsの劣化は0.02$$sim$$0.07K程度であり、導体構造と製作方法による性能の大きな劣化は観測されず、実機導体設計の妥当性を確認できた。

口頭

JT-60SA平衡磁場コイル用超伝導導体の製作と試験結果

木津 要; 柏 好敏; 村上 陽之; 土屋 勝彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 柳 長門*; 今川 信作*; et al.

no journal, , 

JT-60SA装置における超伝導マグネットシステムは、18個のトロイダル磁場コイル、4つのソレノイドから成る中心ソレノイド(CS)、そして、6個のプラズマ平衡磁場(EF)コイルの各コイル系より構成されている。このうち、CSとEFコイルが日本で製作される。EFコイルの最大運転電流値と最大経験磁場は、20kA-6.2Tである。コイル導体はNbTi素線を用いたケーブル・イン・コンジット型導体である。これらの導体は、メーカより納入された超伝導撚線とジャケットを日本原子力研究開発機構・那珂核融合研究所内に建設された、全長約680mの導体複合化設備で複合化することで製作される。EFコイル実機に使用する444mの超伝導導体の量産製造が平成22年3月より開始された。また、量産に先立って、超伝導導体の分流開始温度などの超伝導特性の評価試験を行った。本講演では、導体製造と試験結果について述べる。

口頭

JT-60SA平衡磁場コイル用超伝導導体の安定性評価

村上 陽之; 市毛 寿一; 木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 柳 長門*; 今川 信作*; et al.

no journal, , 

JT-60SA装置の平衡磁場(EF)コイルは、NbTi素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体により製作される。実機に使用される導体の量産に先立って、導体の超伝導特性を確認するため、NbTi導体を用いた性能評価試験を日本原子力研究開発機構(JAEA)と核融合科学研究所(NIFS)が共同で実施した。これまでに、NbTi素線の適用可能性を実証するためのプロトタイプ導体と、高磁場(6.2T)を発生するコイルで利用するEF-H導体を対象に、分流開始温度(Tcs)測定試験及び安定性試験の二つの性能評価試験が実施された。Tcs測定試験の結果、素線の臨界電流特性から予測される値とほぼ同じ結果が得られ、導体化による超伝導特性の低下は観測されなかった。また、安定性試験の結果、EFコイルは定格運転条件において非常に安定に運転できることがわかった。本講演ではこれらの性能評価試験について報告する。

口頭

JT-60SA EFコイル用NbTi導体接続部の性能評価試験

村上 陽之; 木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 柳 長門*; 今川 信作*; 三戸 利行*; et al.

no journal, , 

JT-60SA装置の平衡磁場(EF)コイルは、NbTi素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体を用い、複数のパンケーキ巻きコイルをラップ接続し製作される。接続部は、実機運転時に常伝導転移が生じないよう、発熱を抑えた構造で製作する必要がある。これまで実施したプロトタイプの試験より、運転に支障のない程度に発熱が抑えられることがわかっており、基本構造の妥当性は証明されている。一方、実機接続部は発熱抑制のため超伝導導体間の銅を薄くし、また製作性の面から接続部の固定方法を溶接からボルト締結に変更した。これらの設計変更の影響を含め、実機接続部の発熱特性を評価するため、実機と同じ方法で製作したサンプルを用いて、性能評価試験(接続抵抗試験及びACロス測定試験)を日本原子力研究開発機構(JAEA)と核融合科学研究所(NIFS),上智大学が共同で実施した。性能試験の結果、異常な発熱は観測されず製造プロセスに問題がないこと、接続抵抗・ACロスともにプロトタイプより低い値であり実機の接続部に問題なく使用できることが確かめられた。本発表では、これらの性能試験の結果及び発熱特性について報告する。

口頭

JT-60SA中心ソレノイド導体の繰り返し励磁による分流開始温度の経時変化

村上 陽之; 木津 要; 土屋 勝彦; 吉田 清; 尾花 哲浩*; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 柳 長門*; 今川 信作*; 三戸 利行*

no journal, , 

JT-60SA装置の中心ソレノイド(CS)導体は、最大9Tの磁場を受けるため、Nb$$_{3}$$Sn素線を用いたケーブル・イン・コンジット導体により製作される。CS導体の量産に先立ち、超伝導特性の確認を目的に、日本原子力研究開発機構(JAEA)と核融合科学研究所(NIFS)が共同で、分流開始温度(Tcs)測定試験を実施した。一方、Nb$$_{3}$$Sn導体はコイル励磁時に発生する電磁力により、通電を繰り返すうちに特性が低下する恐れがある。そこで、4000回までの繰り返し通電を実施し、Tcsの経時変化の測定を行った。今回実施したTcs試験及び繰り返し通電試験より、CS導体は十分な超伝導特性を持つこと、繰り返し励磁に対して超伝導特性の劣化を示さないことがわかった。以上の結果より、CS導体の設計及び製造プロセスに問題がないことが確認できた。本講演では、Tcs測定試験及び繰り返し通電試験の結果について報告する。

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