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論文

Demonstration of JK2LB jacket fabrication for ITER central solenoid

濱田 一弥; 中嶋 秀夫; 河野 勝己; 高野 克敏*; 堤 史明*; 関 秀一*; 奥野 清; 藤綱 宣之*; 溝口 満*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.787 - 790, 2006/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:38.07(Engineering, Electrical & Electronic)

原研では、国際熱核融合実験炉(ITER)の活動の一環として、中心ソレノイド(CS)のジャケットの試作作業を進めている。ITER CSの導体は、外形51.4mm角,内径35.1mmの穴を持つ矩形ジャケットを使用する。ジャケットは、4Kで耐力1000MPa以上,破壊靭性値KIC(J)130MPa$$sqrt{m}$$以上が要求される。ジャケット材料には、原研が開発したJK2LB鋼(0.03C-22Mn-13Cr-9Ni-1Mo-0.2N-B)を使用する。素材の製作として、3ton溶解炉及びElectroslag Remelting(ESR)工程を経て、直径170mmのJK2LB鍛造ビレットを1.6ton製作し、良好な熱間加工特性及び量産が可能であることを確認した。ジャケットは外形及び内径精度が+/-0.2mm、穴の偏芯率10%以下、ジャケット単長は最低5mを達成する必要がある。試作した鍛造ビレットから、熱間押し出し及び冷間引抜によりジャケットを試作し、寸法精度を確認した。その結果、外形及び内径の変動は0.2mm以下、偏芯率は5%以下、ジャケットの単長は7mであることを確認した。以上の結果より、ITER CSジャケットの製作に必要な技術を確立できた。

論文

大電流超電導導体のパルス磁場損失の測定結果と結合電流回路

島本 進*; 村瀬 暁*; 西井 憲治*; 内藤 文信*; 松井 邦浩; 高橋 良和; 辻 博史

電気学会論文誌,B, 122(1), p.58 - 63, 2002/01

国際熱核融合実験炉(ITER)の超電導マグネット用46kANb$$_{3}$$Sn超電導導体の短尺サンプルのパルス磁場損失を、熱量法を用いて測定した。その結果、本導体は約1000本の素線から構成されているが、その素線間を流れる結合電流の時定数が30msであることが得られた。この結果をもとに、各素線の幾何学的解析を行い、実際の撚線のツイスト・ピッチより長い結合ループがあることを示した。これは、CSモデル・コイル実験結果の解析の基盤となるものである。

論文

ITERモデル・コイルと13T-46kA導体の実験

高橋 良和

電気学会超電導応用電力機器・リニアドライブ合同研究会資料, p.27 - 32, 2000/01

国際熱核融合実験炉(ITER)計画において、設計の妥当性と製作性の実証を目的としたモデルコイルの開発が行われてきた。本コイルは、13T-46kA Nb$$_{3}$$Sn超電導体が用いられている。この度、コイルは実験用真空容器に組み込まれ、冷却実験が行われた。総重量約18トンのコイルは、冷却開始後約410時間後に、超電導状態になったことを確認した。今後、通電実験を行い、導体やコイルの性能評価を行い今後の設計に反映させる予定である。

論文

Performance of the US quench detection systems in the QUELL experiments

高橋 良和; S.Pourrahimi*; S.P.Smith*; J.V.Minervini*; J.H.Schultz*; Anghel, A.*; Vecsey, G.*; S.Ezekiel*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 7(2), p.447 - 450, 1997/06

 被引用回数:11 パーセンタイル:63.12(Engineering, Electrical & Electronic)

ITERタスクの一貫として行われたクエンチ試験(QUELL)は、1/6の縮小導体を約100m用いて、導体がクエンチした時の導体のふるまいを観測し、このデータを用いてコンピュータの解析コードを確立することと、クエンチ検出システムを開発することを目的として、行われた。本論文においては、米国で開発されたクエンチ検出システムの性能について報告する。開発されたクエンチ検出センサーは、導体内温度を測定する光ファイバーと共巻き電圧タップである。これらは、導体の中に入れられた。どちらのセンサーも、大型コイルに要求される性能を満足していることが確認された。しかし、導体からセンサーの取り出し部の構造が、今後に残された問題である。

論文

Selection of jacket materials for Nb$$_{3}$$Sn superconductor

F.M.G.Wong*; N.A.Mitchell*; R.L.Tobler*; M.M.Morra*; R.G.Ballinger*; 中嶋 秀夫

Fusion Technology 1996, 0, p.1115 - 1118, 1997/00

ニオブ・スズ超電導導体用のジャケット材料としてはインコロイ908、316LNステンレス、チタンの3つがある。本論文では、これら3つの材料の長所・短所の比較及び、極低温での機械特性について述べている。

論文

Cool-down and charging tests of a double-conduit type forced-flow superconducting coil

高橋 良和; 吉田 清; 辻 博史; 森田 裕*; 和田山 芳英*; 堀田 好寿*; 高力 勝男*; 村田 康彦*; 高橋 龍吉*; 浅野 克彦*; et al.

Proc. of 16th Int. Cryogenic Engineering Conf. /Int. Cryogenic Materials Conf., 0, p.811 - 814, 1996/00

核融合実験炉用大型超電導コイルを目標とした機械的強度及び電気絶縁特性に優れた強制冷凍超電導コイルを製作し、通電試験を行った。本コイルの導体は、内側の第1コンジットにより気密を保持し、外側の第2コンジットにより機械的強度を分担する2重構造である。本コンジットは、2個のダブル・パンケーキで構成され、外径1.1m、重量150kgである。冷却試験においては、コイルは約100時間で、超電導転移が観測された。通電試験においては、定格10kAまで、クエンチすることなく通電することができた。パラメータ内の接続は、バット型接続を採用し、10kA通電時、1m$$Omega$$以下という低い抵抗値であった。

報告書

An Investigation of A.C.Losses in two sub-size conductors for the ITER

R.J.Nelson*; 高橋 良和; 礒野 高明; 佐々木 知之*; 大都 起一*; 田尻 二三男*

JAERI-M 93-219, 48 Pages, 1993/11

JAERI-M-93-219.pdf:1.28MB

ITERトカマク装置のポロイダル・コイルに用いられる超電導導体の縮小モデル導体の交流損失(ヒステリシス及び結合損失)を測定した。ヒステリシス損失については素線からの予測値と一致したが結合損失については計算値を大きく上回る結果が得られた。

論文

Experimental results of the Nb$$_{3}$$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:65.43(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。

論文

Present status of developments of superconducting magnet systems in JAERI

安藤 俊就

Proc. of the 7th US-Japan Workshop on High-Field Superconducting Materials, Wires and Conductors, p.23 - 27, 1991/00

原研の最近の開発研究について実証ポロイダル・コイル計画を中心に紹介する。

報告書

The Transverse stress effect on the critical current of jelly-roll multifilamentary Nb$$_{3}$$Al wires

D.Zeritis*

JAERI-M 90-014, 56 Pages, 1990/02

JAERI-M-90-014.pdf:1.49MB

ジェリー・ロール型多芯Nb$$_{3}$$Al導体の臨界電流値への縦圧縮効果を、8Tから15Tの磁界において研究を行った。また、比較のためブロンズ法により製作された多芯Nb$$_{3}$$Sn導体についても測定を行った。本研究におけるサンプルは、Nb$$_{3}$$Al2種類、Nb$$_{3}$$Sn2種類、合計4種類である。結果は、予想されたように、Nb$$_{3}$$Alの方が、100MPa以上の縦圧力に対して臨界電流値の劣化が少ないという優れた特性を有することが示された。しかしながら、現在のところ、高磁界における臨界電流密度はNb$$_{3}$$Snの方がNb$$_{3}$$Alより大きい。そこで、今後の開発においてNb$$_{3}$$Alの臨界電流密度の改良が要求される。以上の結果より、将来、Nb$$_{3}$$Alは核融合のような大型でかつ高磁界への応用に対して有効な超電導材料となることが期待できる。

論文

AC losses in a Ta barrier Nb$$_{3}$$(SnIn) strand in Demo Poloidal Coil

安藤 俊就; 高橋 良和; 西 正孝; 島本 進

Advances in Cryogenic Engineering Materials, Vol.34, p.879 - 885, 1988/00

原研では、トカマク型核融合炉のポロイダル・コイルの開発の一環として、実証ポロイダル・コイルの製作を進めている。 このコイル・システムの中のNb$$_{3}$$Snコイルは、交流損失を低減するために、Taバリアを用いたIn添加Nb$$_{3}$$Snストランドで製作することを決定した。 今回、0.8mm径のTaバリアNb$$_{3}$$(SnI)を試作し、その交流損失を測定した。 その結果、フィラメント間電流の時定数が目標の0.1ms以下であることを確認した。 この論文は、試作ストランドの設計思想、交流損失の測定法、その測定結果を記す。

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