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渡辺 真朗; 野尻 浩之*; 伊藤 晋一*; 河村 聖子; 木原 工*; 益田 隆嗣*; 佐原 拓郎*; 左右田 稔*; 高橋 竜太
JPS Conference Proceedings (Internet), 25, p.011024_1 - 011024_5, 2019/03
近年、中性子や放射光をプローブとした数10T以上の強磁場下で行う実験・研究への要望が増えてきている。強磁場装置を用いた中性子散乱実験は、例えば、磁場誘起超伝導体などにおける強磁場中磁気相関の研究やマルチフェロイック物質などの新しい凝縮系の研究などが挙げられる。J-PARC MLFでは、強磁場パルスマグネットシステムの開発をおこなった。一般的に数10テスラ以上の強磁場装置は大規模になるが、開発する装置はMLFの既存のビームラインに対して設置可能な小型な装置でなければならない。そこで数ミリ秒程度磁場を発生させるパルスマグネットシステムを開発した。パルス磁場にすることで、強磁場を達成しつつエネルギー・パワーを抑えることで装置の小型化が可能である。30テスラを発生可能なパルスマグネットシステムを実現するためには、高電圧・大電流パルス電源および、強磁場に耐えられるコイルと試料スティックが必要である。本発表では、開発したパルスマグネットシステムの詳細およびMLFビームライン(HRC)にて行なった中性子ビーム利用実験でのパルスマグネットシステムの状況について報告する。
安藤 俊就*; 礒野 高明; 加藤 崇; 小泉 徳潔; 奥野 清; 松井 邦浩; Martovetsky, N.*; 布谷 嘉彦; Ricci, M.*; 高橋 良和; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 12(1), p.496 - 499, 2002/03
被引用回数：5 パーセンタイル：35.09(Engineering, Electrical & Electronic)ITERの工学設計活動で最も重要なR&D項目の一つである中心ソレノイド(CS)モデル・コイル計画におけるCSモデル・コイルとCSインサートのパルス通電結果について報告する。CSモデル・コイルとCSインサートは、いずれもITER-CSの設計値である13Tの磁場を0.4T/Sの励磁速度で安定に達成でき、ITER-CSは設計通り製作できることを実証した。さらに、コイルが常電導状態に転移する電流値の励磁速度依存性について、コイルの冷媒温度を変えて測定した結果、ほぼ交流損失による温度上昇で説明できることがわかった。これらの結果は、ITERの超伝導コイルの設計、また、パルス通電する超伝導コイルの設計に対しての有益なデータベースの構築に寄与するものである。
加藤 崇; 辻 博史; 安藤 俊就; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 河野 勝己; 押切 雅幸*; et al.
Fusion Engineering and Design, 56-57, p.59 - 70, 2001/10
被引用回数：17 パーセンタイル：74.85(Nuclear Science & Technology)ITER中心ソレノイド・モデル・コイルは、1992年より設計・製作を開始し、1999年に完成した。2000年2月末に原研に建設されたコイル試験装置への据え付けが終了し、3月より第1回のコイル実験が開始され、8月末に終了した。本実験により、コイルの定格性能である磁場13Tを達成したとともに、コイルに課せられた設計性能が十分に満足されていることを実証することができた。本論文は、上記実験結果につき、直流通電、急速励磁通電、1万回サイクル試験結果としてまとめる。また、性能評価として、分流開始温度特性、安定性特性、クエンチ特性についても言及する。
加藤 崇; 中嶋 秀夫; 礒野 高明; 濱田 一弥; 河野 勝己; 杉本 誠; 布谷 嘉彦; 小泉 徳潔; 松井 邦浩; 押切 雅幸*; et al.
低温工学, 36(6), p.315 - 323, 2001/06
CSモデル・コイル試験装置は、ITER R&Dで製作されたCSモデル・コイル及びCSインサート・コイルの検証すべきコイル性能を試験する超伝動コイル試験装置である。本装置の最大の特徴は、高出力の大電源(最大出力225MVA: JT-60トロイダル磁場用電源)と大型ヘリウム冷凍システム(5kW@4.5K及び超臨界圧ヘリウムを1.0kg/sまで強制循環可能)を併せ持つ点である。本試験装置は、世界最大の超伝動コイル試験装置となり、CSモデル・コイル及びCSインサート・コイル試験において約5ヶ月間に渡る連続運転にその性能を十分に発揮し試験成功を導いた。本試験装置の設計,仕様,そして、性能について述べる。
二ノ宮 晃*; 新井 和昭*; 高野 克敏*; 中嶋 秀夫; Michael, P.*; Martovetsky, N.*; 高橋 良和; 加藤 崇; 石郷岡 猛*; 海保 勝之*; et al.
低温工学, 36(6), p.344 - 353, 2001/06
原研は、中心ソレノイド・モデル・コイルを用いた国際共同試験により、国際熱核融合炉(ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor)の超伝導コイルに要求される特性(13T,46kA)の実証に成功した。本論文では、この実証試験で測定したAE信号を解析し、励磁過程及びトレーニング過程においてコイル各部に発生したAE信号相互の関係を明らかにした。また、10,000回の繰り返し通電試験を行った際に発生したAE特性の推移について検討し、3000から4000サイクルの間に他の領域には明らかに異なる特性を見いだし、コイルまたはコイル近傍でAE特性を変化させる事象が発生した可能性を示し、AE計測によるコイル健全性診断が可能であるという結論を得た。
辻 博史; ITER中心ソレノイド・モデル・コイル実験チーム
平成12年度電気学会原子力研究資料(NE-00-2), p.7 - 12, 2000/09
ITERの中心ソレノイド・コイルの工学設計の妥当性を確認するために、超伝導モデル・コイルを製作し、その実験を行った。その結果、13T,640MJ,46kAの定格作動条件へ0.6T/Sの速度(開発目標の1.5倍)にて励磁することに成功した。この結果により、ITER中心ソレノイド・コイルの工学設計の妥当性を実証するとともに、蓄積エネルギーにて世界最大の超伝導パルス・コイルが実現した。
S
パルス・コイル高橋 良和; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 杉本 誠; 礒野 高明; 押切 雅幸*; 河野 勝己; 小泉 徳潔; et al.
低温工学, 35(7), p.357 - 362, 2000/07
ITER計画において開発された中心ソレノイド(CS)モデルコイルの実験が行われているので、その結果のみ速報として報告する。直流定格通電試験においては、クエンチすることなく、定格電流値46kAまで、通電することができた。その時の発生磁場は13T、蓄積エネルギーは640MJである。また、遮断試験において、最大電圧4.8kVが発生する実験を行い、コイルの健全性を研究した。また、JT-60電源を用いたパルス実験を行い、0.5T/sの通電を行った。これらの実験によるコイルの超電導特性について、報告する。
島本 進; 辻 博史; 安藤 俊就; J.Jayakumar*; J.Minervini*; R.Thome*; 奥野 清; N.Mitchell*
Proc. of 16th Int. Cryogenic Engineering Conf. /Int. Cryogenic Materials Conf., 0, p.763 - 766, 1996/00
ITER工学R&Dの中で、最も重要な作業の一つとして位置づけられているITER中心ソレノイド・モデル・コイル(CSモデル・コイル)の開発計画の内容と、これまでに得られた技術開発成果について報告する。本コイルは、内径1.8m、外径3.6mの超電導パルス・コイルで付属するインサート・コイルを含め、運転電流値48kAにおいて13Tを発生し、蓄積エネルギーは640MJとなる世界最大の超電導パルス・コイルである。これまでに行われた技術開発作業の成果として、低パルス損失と高電流密度を同時に満足する高性能のNbSn導体及びその46kA導体接続部の開発に成功した。
Sn demo poloidal coil(DPC-EX)安藤 俊就; 中嶋 秀夫; 佐々木 知之*; 檜山 忠雄; 高橋 良和; 西 正孝; 吉田 清; 奥野 清; 加藤 崇; 杉本 誠; et al.
Advances in Cryogenic Engineering, Vol.39, 0, p.335 - 341, 1994/00
超電導ポロイダル・コイルの開発の一環として製作されたニオブ・スズ導体を用いた実証ポロイダル・コイル(DPC-EX)の第2回目の実験が行われた。その結果、掃引速度試験、サイクリック試験で多くの貴重なデータが得られたので紹介する。
高橋 良和
プラズマ・核融合学会誌, 69(6), p.610 - 614, 1993/06
核融合装置のポロイダル・コイルになくてはならない存在である大電流超電導導体の開発において、原研が遭遇した技術的問題とそれをいかに解決したかの実例を紹介する。その問題とは、実証ポロイダル・コイル(DPC)において、定格の40%の電流値で観測された不安定性である。これに対して、1つ1つ段階を追って実証試験を粘り強く行い、原因を追求し、約3年という長い時間を要して、解決することができた。このことから、着実に原因追求作業を行えば、必ず解決できるとの確信を持てる様になったことが最も貴重な成果と言える。
Sn demo poloidal coil(DPC-EX)高橋 良和; 吉田 清; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 辻 博史; 西 正孝; 多田 栄介; 奥野 清; 小泉 興一; 中嶋 秀夫; et al.
Cryogenics, 31, p.640 - 644, 1991/07
被引用回数：11 パーセンタイル：64.45(Thermodynamics)核融合実験炉(FER,ITER)用超電導ポロイダルコイルを目標とした開発の1つである、実証ポロイダルコイルの最初のテストコイルであるDPC-EXは昨年完成し、実験が行われた。本コイルは17kAまで1秒で立ち上げることができ、この時常電導転移はみられなかった。また、この時の最大発生磁界は6.7T、最大変化磁界は6.7T/Sである。このパルス運転結果及び、安定性試験結果について報告する。
Sn Demo Poloidal Coil(DPC-EX)安藤 俊就; 檜山 忠雄; 辻 博史; 高橋 良和; 西 正孝; 多田 栄介; 吉田 清; 奥野 清; 小泉 興一; 中嶋 秀夫; et al.
Fusion Technology 1990, p.243 - 247, 1991/00
トカマク型核融合炉用ポロイダル・コイルへのNbSn超電導導体の適用性を実証するために、内径1mのNbSn実証ポロイダル・コイル(DPC-EX)を製作し、実験を行なった。その結果、7T/sの変動磁界の運転に成功し目的を達成した。本実験で得られた安定性、交流損失、機械特性について本シンポジウムで紹介する。
辻 博史; 吉田 清; 安藤 俊就; 高橋 良和; 西 正孝; 多田 栄介; 奥野 清; 小泉 興一; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; et al.
Transactions of the American Nuclear Society, 52, P. 311, 1986/00
昭和60年度より着手された実証ポロイダル・コイルの製作設計にあたって、すでに判断を行なった冷凍方式等に関する基本的選択の内容とその基礎となる考察について紹介する。
高橋 龍吉*; 島本 進
JAERI-M 85-057, 40 Pages, 1985/05
最近、当研究室で開発された、3種類の大電流・大型の超電導パルス導体を基本的に用いて設計した3種類の20MJパルスコイルの交流損失を計算した。磁界が+7Tから-7Tまで2秒間で変化する両極性運転時の3種のコイルの交流損失はすべて、40kJ以下で蓄積エネルギーの0.2%以下であり、大電流・大型の導体を使用しているにもかかわらず、充分に低損失であることが分った。
辻 博史; 奥野 清; 高橋 良和; 安藤 俊就; 島本 進; 小笠原 武*
IEEE Transactions on Magnetics, 17(1), p.42 - 45, 1981/00
被引用回数：7 パーセンタイル：68.71(Engineering, Electrical & Electronic)IEA国際協力で行われているLarge Coil Task用の日本の超電導テストコイルにおけるパルス磁界損失諸特性について検討の結果について報告する。
大部 誠
JAERI-M 8327, 55 Pages, 1979/07
反跳陽子計数管法によりFCA集合体VI-2およびV-2炉心中心の中性子スペクトルを測定した。製作した小型円筒計数管は、磁器加工金属被膜被覆型のフィールド・チューブを設えている。充填ガスとして使用した水素とメタンは、電気的負性の不純物を除き計数管の分解能を上げるため純化した。ガンマ線誘起バックグランドは、ディジタル演算器と二次元波高分析器を用いた波高分別法により除去した。スペクトル測定のエネルギー範囲は2.5KeVから2MeVである。測定のエネルギー分解能は2MeVから5KeVにいたるまで10%(FWHM)かそれ以下であった。測定結果は、セル計算プログラムSP-2000および詳細群断面積ライブラリ-AGRIを用いた計算結果と比較している。比較の結果、測定と計算の中性子スペクトルの一致は、鉄と酸素の大きな共鳴付近を除いて、5KeVから2MeVの範囲で良好である。
大部 誠; 白方 敬章; 一守 俊寛
Journal of Nuclear Science and Technology, 16(5), p.329 - 343, 1979/05
被引用回数：3FCA臨界集合体VI-2およびV-2炉心中心における中性子スペクトルを、反跳陽子計数管法により測定した。製作した小型円筒状計数管は、磁気気密端子に金属被膜加工をしたフィールドチューブを備えている。計数管の分解能を上げるためのガス純化、ディジタル演算器および二次元解析の使用によるn-
波形弁別、主増幅器および計数管のガス増幅度の種々の設定による広エネルギー領域測定を行っている。中性子スペクトルの測定は2.5keVから2MeVまでの範囲で行い、エネルギー分解能は5keVに至るまで10%(半値幅)またはそれ以下であった。測定した中性子スペクトルは、セル計算プログラムSP-2000および詳細群断面積ライブラリーAGLIを用いた計算結果と比較している。
渡辺 真朗; 野尻 浩之*
no journal, ,
近年、中性子や放射光をプローブとした数10T以上の強磁場下で行う実験・研究への要望が増えてきている。強磁場装置を用いた中性子散乱実験は、例えば、磁場誘起超伝導体などにおける強磁場中磁気相関の研究やマルチフェロイック物質などの新しい凝縮系の研究などが挙げられる。J-PARC MLFでは、強磁場パルスマグネットシステムの開発をおこなっている。一般的に数10テスラ以上の強磁場装置は大規模になるが、開発する装置はMLFの既存のビームラインに対して設置可能な小型な装置でなければならない。そこで数ミリ秒程度磁場を発生させるパルスマグネットシステムを開発することとした。パルス磁場にすることで、強磁場を達成しつつエネルギー・パワーを抑えることで装置の小型化が可能である。30テスラを発生可能なパルスマグネットシステムを実現するためには、高電圧・大電流パルス電源および、強磁場に耐えられるコイルと試料スティックが必要である。本発表では、開発したコイルおよび小型・可搬型電源(2kV、8kA、パルス幅数ミリ秒)の通電試験結果と試料スティックの製作等について報告する。
