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礒野 高明; 小泉 徳潔; 奥野 清; 栗原 良一; 西尾 敏; 飛田 健次
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1257 - 1261, 2006/02
被引用回数：6 パーセンタイル：40.42(Nuclear Science & Technology)ITER工学設計活動において13Tを発生できる大型超伝導コイルが開発された。しかし、より経済競争力を持つ核融合発電システムを実現するためには、より高磁場が要求されている。原研で概念検討が行われている発電実証プラントには、大きさはITERと変わらないが、16から20Tの磁場を発生できるトロイダル磁場(TF)コイルが要求されている。この磁場を実現させるには、先進的超伝導材料であるNb
Alや高温超伝導材(HTS)を使用することが考えられている。HTSについては、4K, 20Tにおいて十分な性能があり、銀シース型Bi-2212を用いた強制冷凍導体を提案し、必要な構成比を算出した。しかし、酸素中における精度の高い熱処理方法など、技術的な課題は多い。一方、NbAlについては、大型コイルは原研において開発されており、16Tを発生させる技術は開発されている。さらに、巻線部をグレーディングすることで、17Tの発生可能性を検討した。
吉田 清; 瀧上 浩幸*; 久保 博篤*
低温工学, 36(11), p.617 - 625, 2001/11
本報は、強制冷却型超伝導導体のホットスポット温度について数値解析を用いた検討結果を報告する。ITERマグネットは、TFコイル及びCSコイル,PFコイル用の3種類の超伝導導体を用いる。それらの導体に含まれる安定化銅の量は、断熱条件で求めたホットスポット温度によって求められている。その条件を満たすために、ITERでは超伝導素線以外に大量の銅素線が必要になってしまっている。しかし、導体の温度や応力は最新の解析ツールを用いて求めることができる。その数値解析で求めたホットスポット温度は、断熱条件で求めた値よりかなり低い温度であった。さらに、ホットスポット温度を決める要素であるクエンチ検出までの遅れ時間も、この数値解析で求めることができた。その結果、撚線内の銅素線の量を減らすことができ、現在のITERマグネットを小型化できる可能性を示した。
吉田 清; 瀧上 浩幸*; 久保 博篤*
Cryogenics, 41(8), p.583 - 594, 2001/08
被引用回数：8 パーセンタイル：37.23(Thermodynamics)本報は、強制冷却型超伝導導体のホットスポット温度について数値解析を用いた検討結果を報告する。ITERマグネットは、TFコイル及びCSコイル,PFコイル用の3種類の超伝導導体を用いる。それらの導体に含まれる安定化銅の量は、断熱条件で求めたホットスポット温度によって求められている。その条件を満たすために、ITERでは超伝導素線以外に大量の銅素線が必要になってしまっている。しかし、導体の温度や応力は最新の解析ツールを用いて求めることができる。その数値解析で求めたホットスポット温度は、断熱条件で求めた値よりかなり低い温度であった。さらに、ホットスポット温度を決める要素であるクエンチ検出までの遅れ時間も、この数値解析で求めることができた。その結果、撚線内の銅素線の量を減らすことができ、現在のITERマグネットを小型化できる可能性を示した。
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。
小泉 徳潔
JAERI-Research 99-076, p.198 - 0, 2000/02
JAERI-Research-99-076.pdf:13.19MB
大電流強制冷却超電導導体は、交流損失低減のために、素線間に絶縁層あるいは高抵抗層を設ける。これらの導体の実証試験で、それぞれが臨界電流値の1/20,1/5でクエンチする不安定現象を観測した。この原因を実験・解析の両面から研究して、電流偏流によってクエンチが起こることを論証した。これらの導体では、わずかな撚線の乱れのために、もれ磁束が零とならないループが存在する。これまでの中規模のコイルでは、このループに誘起される循環電流は小さく問題とならなかった。一方、コイルが大型化して、磁場が高くなったために、もれ磁束が大きくなって、大きな循環電流が発生するようになった。このために、大きな電流偏流が発生して、大幅なクエンチ電流値の低下を引き起した。一方、電流偏流による不安定現象の解消方法も本研究のなかで考案し、その技術を実証した。
小野 通隆*; 和智 良裕*; 嶋田 守*; 真田 芳直*; 向 博志*; 浜島 高太郎*; 藤岡 勉*; 西 正孝; 辻 博史; 安藤 俊就; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 3(1), p.480 - 483, 1993/03
被引用回数：4 パーセンタイル：45.36(Engineering, Electrical & Electronic)核融合炉用超電導コイル開発を目的として東芝と原研が共同研究で開発した高電流密度・大型・高磁界・大電流・高剛性の強制冷凍型Nb
Sn超電導コイル(DPC-TJ)の通電励磁実験結果について報告する。本実験結果により、大型超電導コイルの高電流密度化の可能性が実証された。
小野 通隆*; 向 博志*; 嶋田 守*; 和智 良裕*; 藤岡 勉*; 礒野 高明; 奥野 清; 高橋 良和; 杉本 誠; 樋上 久彰*; et al.
Cryogenics, 33(6), p.586 - 591, 1993/00
被引用回数：5 パーセンタイル：35.39(Thermodynamics)核融合炉用大型高性能超電導コイルの高電流密度化を目指し、原研と東芝は共同研究にてDPC-TJコイルを開発した。本論文はDPC-TJコイルの通電実験結果について述べる。DPC-TJコイルは、常電導転移を起こすことなく定格の24kA-40A/mm
の大電流・高平均電流密度状態を達成した。この間、コイルの不安定性を示す電圧スパイクの発生やAE信号の発生が非常に少なく、大変に安定したコイルであることが示された。さらに、高温励磁試験や、人為的常電導転移限界性能試験などを通し、大型強制冷凍コイルの設計に必要とされる多くの知見を得た。
西 正孝; 安藤 俊就; 礒野 高明; 杉本 誠; 小泉 徳潔; 吉田 清; 河野 勝己; 高橋 良和; 小野 通隆*; 辻 博史; et al.
IEEE Transactions on Magnetics, 28(1), p.597 - 600, 1992/01
被引用回数：5 パーセンタイル：52.05(Engineering, Electrical & Electronic)核融合炉超電導コイル用導体の開発作業の一環として、大型導体を試験することが可能な直径240mmの有効空間を有し、その中心に13Tの高磁界を発生する導体試験用超電導コイルを開発した。本コイルは電磁気的設計、機械的設計、熱的設計の最適化を図った結果として、従来の同規模のコイルと比較して30%以上も高い100A/mmという高平均電流密度化を達成し、コンパクトなコイルとして完成した。また、13Tまでの励磁時間も18分30秒と短く、導体試験用コイルとして使い易いコイルに仕上がっている。本コイル開発の成功は、今後のコイル開発の基礎となるものである。
西 正孝; 安藤 俊就; 辻 博史; 向 博志*; 浜島 高太郎*; 藤岡 勉*
低温工学, 27(3), p.207 - 216, 1992/00
核融合炉用大型高性能超電導コイルの開発を目指し、原研と東芝は共同研究でDPC-TJ計画を進めて来た。本論文では、本計画における試験コイルであるDPC-TJコイルの設計と製作について紹介する。DPC-TJコイルは、40A/mmという高い平均電流密度を、核融合炉で必要とされる高磁界大電流高剛性の大型超電導導体にて達成することを目的としたコイルであり、本計画の中で考案したプリフォームド・アーマ方式を採用することによって、この高電流密度と高剛性を両立させることが初めて可能となった。
今野 力; 池田 裕二郎; 小迫 和明; 大山 幸夫; 前川 洋; 中村 知夫; Bennett, E. F.*
Fusion Engineering and Design, 18, p.297 - 303, 1991/12
被引用回数：16 パーセンタイル：82.58(Nuclear Science & Technology)D-T中性子入射による大型円筒鉄体系内低エネルギー中性子スペクトルの測定を小型の反跳陽子比例計数管(PRC)を用いて行った。鉄体系の大きさは、直径1m、長さ95cmで、この体系をD-T中性子源から20cmの距離にセットした。測定点は、D-T中性子源から、19, 31, 41, 51, 61, 81, 101cmであった。PRCの高電圧を連続的に変える新しい測定システムを用いて、実験の効率化を行った。JENDL-3をベースにしたFusionJ3を用いたDOT3.5による計算値と実験値との比較から、次のことがわかった。(1)体系前部では、400keV以上で計算値は実験値と一致したが、400keV以下では、計算値は2倍程度過大評価した。(2)体系後部では、100keV以下で、実験と計算の一致は良くなるが、100keV以上では、計算値は約0.2の過小評価であった。
西 正孝; 高橋 良和; 礒野 高明; 今野 雅行*; 吉田 清; 小泉 興一; 多田 栄介; 辻 博史; 奥野 清; 安藤 俊就; et al.
Proc. of IEEE 13th Symp. on Fusion Engineering,Vol. 1, p.780 - 783, 1990/00
原研にて設計作業が進められている次世代のトカマク型核融合実験炉(FER)の超電導トロイダル・コイル開発のために原型トロイダル・コイル計画が立案され、30kA-12Tの大電流・高磁界の高性能原型トロイダル・コイル用超電導導体の開発が進行中である。原型トロイダル・コイル用導体として、TMC-FF、プリフォームド・アーマ、アドバンスト・ディスクの3種類の導体が開発され、それぞれ、2m規模の試作コイルの製作が成功裏に完了した。また、各導体の特性を把握するための多くの種類のサンプルの製作もほぼ完了し、評価作業が進行中である。原型トロイダル・コイルの設計も進み、FERにおけるのと同じ環境を与える試験装置の設計もほぼ完了に近い状態にある。
西 正孝; 辻 博史; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 礒野 高明; 安藤 俊就; 島本 進; 向 博志*; 浜島 高太郎*; 白木 八男*; et al.
Proc. of the 11th Int. Conf. on Magnet Technology,Vol. 2, p.856 - 861, 1990/00
DPC-TJは核融合炉トロイダル・コイル開発の一環として原研が(株)東芝と共同研究にてその開発・製作を進めている高電流密度、高磁界、大電流の大型超電導コイルである。現在、DPC-TJの製作はほぼ終了し、原研のDPC試験装置による試験を間近に控えた状況にある。本件では、DPC-TJの製作に関連して行われた実証試験の結果とDPC-TJ本体の試験方法等について報告する。
島本 進
低温工学, 24(3), p.134 - 142, 1989/00
LCT計画の経過を主として日本コイルの実験データをまとめて解説記事とした。低温工学・超電導学会からの依頼原稿である。
島本 進; 奥野 清
日本原子力学会誌, 30(6), p.488 - 496, 1988/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)LCTの6コイル実験の総合的状況を上記会誌の解説としてまとめたものである。
小泉 興一; 吉田 清; 中嶋 秀夫; 飯田 文雄*; 島本 進
低温工学, 19(2), p.170 - 176, 1984/00
核融合用超電導トロイダル・コイル開発を目的としたIEA国際協力作業-Large Coil Task(LCT)-用の日本のテスト・コイルの国内試験で得られた機械的結果について述べる。
多田 栄介; 檜山 忠雄; 加藤 崇; 高橋 修; 島本 進
低温工学, 19(2), p.139 - 152, 1984/00
核融合用超伝導トロイダル・コイル開発を目的としたIEA国際協力作業-Large Coil Tasl(LCT)-用の日本のテスト・コイルの国内試験用に原研に建設した350l/hヘリウム冷凍システムの熱設計、及び、システム設計について述べる。
島本 進; 安河内 昂*
低温工学, 19(2), p.73 - 80, 1984/00
核融合用超電導トロイダル・コイル開発を目的としてIEAの国際協力により進められているLCT(Large Coil Task)の全容を解説する。
多田 栄介; 檜山 忠雄; 加藤 崇; 高橋 修; 島本 進
低温工学, 19(2), p.153 - 162, 1984/00
核融合用超電導トロイダル・コイル開発を目的としたIEA国際協力作業-Large Coil Task(LCT)-用の日本のテスト・コイルの国内試験で得られた熱的結果について述べる。
奥野 清; 高橋 良和; 吉田 清; 西 正孝; 多田 栄介; 押切 雅幸*; 島本 進
低温工学, 19(2), p.126 - 138, 1984/00
超電導工学実験装置(SETF)の全容を紹介する。SETFは、核融合用超伝導トロイダル・コイル開発を目的としたIEAの国際協力作業-Large Coil Task(LCT)-用の日本のテスト・コイルの国内試験に使用された装置であり、高磁界大電流の超電導トロイダル・コイルやパルス・コイルの開発のための試験装置である。また、本装置自体、核融合炉用超電導コイル・システムに必要な総合技術の開発を目的として製作されている。
西 正孝; 奥野 清; 高橋 良和; 辻 博史; 安藤 俊就; 島本 進
低温工学, 19(2), p.163 - 169, 1984/00
核融合用超電導トロイダル・コイル開発を目的としたIEA国際協力作業-Large Coil Task(LCT)-用の日本のテスト・コイルの国内試験で得られた電気磁気的結果について述べる。
