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論文

Superconducting fluctuation effect on epitaxially layered films of superconductor NbN and half-metallic Heusler alloy Co$$_{2}$$MnSi

重田 出*; Oku, Shuta*; 窪田 崇秀*; 木村 尚次郎*; 関 剛斎*; 篠崎 文重*; 淡路 智*; 高梨 弘毅; 廣井 政彦*

AIP Advances (Internet), 13(2), p.025116_1 - 025116_5, 2023/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Nanoscience & Nanotechnology)

Superconducting properties were investigated in epitaxially layered films consisting of superconductor NbN and half-metallic Heusler alloy Co$$_{2}$$MnSi(CMS). Temperature dependence of the electrical resistivity $$rho$$(T) was measured by applying perpendiar magnetic fields to the surface of NbN/CMS films. With the increase of the CMS thickness $$d_{rm CMS}$$, the upper critical field $$mu$$$$_{0}$$H$$_{c2}$$ decreased monotonically, but the superconducting transition temperature T$$_{c}$$ had the minimum of 10.1 K at $$d_{rm CMS}$$ $$approx$$ 5 nm. The T$$_{c}$$ behavior was in qualitative agreement with the theory of the $$Pi$$-coupling. The pair-breaking parameter $$delta$$ determined by the superconducting fluctuation theory took the maximum at $$d_{rm CMS}$$ = 3$$sim$$5 nm, which would be related to the minimum of $$T_{rm c}$$. The experimental results reveal that the superconductivity of the NbN layer in NbN/CMS films is affected by the interplay between the superconducting NbN layer and the half-metallic CMS layer.

論文

Mechanical properties of organic materials used in superconducting magnets irradiated by gamma rays at liquid nitrogen temperature

中本 建志*; 出崎 亮; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 神谷 富裕; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 山本 明*

AIP Conference Proceedings 824, p.225 - 232, 2006/03

J-PARCニュートリノビームラインにおける超伝導磁石用有機材料について、機械特性の観点から耐放射線性を評価した。液体窒素温度まで冷却した試料に$$gamma$$線を10MGyまで照射し、ガラス繊維強化プラスティック(GFRP)については曲げ試験、ポリイミドフィルムについては引き裂き試験、接着性フィルムについては引張り剪断試験を行った。その結果、これらの有機材料は十分な耐放射線性を有しており、10年間運転後でも機械特性の劣化はほとんど無視できると結論を得た。

論文

Theory of transport properties in the $$p$$-wave superconducting state of Sr$$_2$$RuO$$_4$$; A Microscopic determination of the gap structure

野村 拓司

Journal of the Physical Society of Japan, 74(6), p.1818 - 1829, 2005/06

 被引用回数:27 パーセンタイル:73.87(Physics, Multidisciplinary)

Sr$$_2$$RuO$$_4$$$$p$$波超伝導状態における輸送的性質の定量的な解析を行った。具体的には、平均場近似の範囲で、超音波減衰係数と熱伝導度を計算した。現実的な多バンドの電子構造を持つ模型に対して微視的な計算に基づき超伝導ギャップを求め、輸送量を計算し実験と比較した。結果として、実験結果を定量的に再現することに成功した。

論文

Development of low carbon and boron added 22Mn-13Cr-9Ni-1Mo-0.24N steel (JK2LB) for jacket which undergoes Nb$$_{3}$$Sn heat treatment

中嶋 秀夫; 濱田 一弥; 高野 克敏*; 奥野 清; 藤綱 宣之*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 14(2), p.1145 - 1148, 2004/06

 被引用回数:35 パーセンタイル:78.38(Engineering, Electrical & Electronic)

ITERの中心ソレノイド(CS)コイルの導体ジャケットにステンレス鋼を使用することは、ニオブスズ生成熱処理において、Incoloy908のSAGBO割れを防止するための特殊な環境管理を必要とせず、製作の観点からの合理化が可能となる。原研は、室温からの4KへのJK2の熱収縮がIncoloyとほとんど同じであるJK2を開発した。このため、CSの機械的設計の変更は不要である。しかしながら、熱処理の間、不純物のリンは結晶粒界に炭化物の析出を促進し、脆化させる問題がある。リンの脆性効果を緩和する有効な手段としては、低炭素化とボロン添加が考えられるので、この観点からの研究を開始した。低炭素化及びボロン添加したJK2を製作し、中間的ビレットと最終的形状であるジャケットから切り取られたサンプルを使用して、引張強さ,破壊靭性、及び亀裂生長率の測定を行った。その結果、熱処理後4Kにおける伸びと破壊靭性はジャケットでは33%と91MPam$$^{0.5}$$、中間的ビレットでは31%, 123MPam$$^{0.5}$$となり、ITER目標を満たした。溶着金属についても機械的特性が測定され、目標を満たした。以上により、低炭素化とボロン添加は、延性と靱性の改善に有効であり、ITER CSのジャケット材料にJK2LBを適用することが可能であることを実証した。

論文

純チタン管を用いた試験用超伝導コイルの開発; 国際熱核融合実験炉(ITER)の実現を目指して

中嶋 秀夫

チタン, 50(2), p.98 - 101, 2002/04

国際熱核融合実験炉(ITER)を目指した超伝導モデル・コイル計画の一環として、トロイダル磁場コイル(TFコイル)用の純チタン管を用いた試験用超伝導コイルの製作・試験が日本原子力研究所及びロシア・エフレモフ電気物理工学研究所の協力で進められた。その結果、この試験コイルは、モデル・コイルが発生する13テスラの磁場中で、電流値4万6千アンペアで通電され、ITER TFコイルで要求される性能を実証した。この試験コイルの特徴は、ジャケットと超伝導線材の熱収縮量の違いで発生する熱ひずみによる超伝導特性の劣化を防止するため、ジャケットとしてチタン管を使用したことである。また、原研と新日本製鐵(株)との共同開発に基づき、酸素含有量0.106%のロシア製チタン管が今回使用された。本報では、超伝導コイルに純チタン管を使用する利点と純チタン応用のために行った研究開発成果について簡単に解説する。

論文

核融合炉用超伝導コイルにおける材料技術の進展と展望

中嶋 秀夫; 辻 博史

プラズマ・核融合学会誌, 70(7), p.733 - 739, 1994/07

核融合炉用超電導コイルの開発において、材料技術はひとつの重要な開発項目である。構造材料においては、耐力1200MPa以上、破壊靱性200MPa√m以上という優れた特性を有する極低温材料を開発し、実用化してきた。また、超電導材料においては、次世代を担う、ニオブ・アルミの開発が急ピッチで進められている。ここでは、原研が進めてきたこれらの材料技術の開発と実用炉の成立に向けての展望について記述する。

論文

Requirements for structural alloys for superconducting magnet cases

島本 進; 中嶋 秀夫; 吉田 清; 多田 栄介; 大金 康夫*; 小泉 興一; 押切 雅幸*

Advances in Cryogenic Engineering Materials, Vol.32, p.23 - 32, 1986/00

超電導マグネットの構造材料と一口にいっても、いろいろな部材がある。原研は、コイル・ケース材料に要求される特性について、約3年前に示し、開発を進めている。今回は、もう少し、細部にわたる要求を示すと共に、現在まで進められた構造材料の開発研究成果についても報告する。なお、本講演は、原研の研究成果が世界に認められたことによる招待講演である。

報告書

20MJ超電導パルスコイルの機械的検討

服部 泰秀*; 島本 進

JAERI-M 85-147, 48 Pages, 1985/09

JAERI-M-85-147.pdf:0.93MB

円形の超電導コイルに関し、各種モデルによる発生応力の計算手法を述べると共に、これらのうちの主要なものについては、マイクロ・コンビュー夕によるプログラムを作成した。そして、これを浸漬旗冷凍方式の20MJ超電導パルスコイルに適用し、コイル大型化に向けての問題点及びその解決法を指摘した。また、超電導パルスコイル特有の問題の一つである撚線タイプ導体の引張ヤング率についても言及し、その評価法を確立した。

論文

Mechanical properties of organic composite materials irradiated with 2MeV electrons

江草 茂則; M.A.Kirk*; R.C.Birtcher*; 萩原 幸; 河西 俊一

Journal of Nuclear Materials, 119(2-3), p.146 - 153, 1983/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:81.45(Materials Science, Multidisciplinary)

4種類の有機複合材料(充てん材:ガラス、カーボン;マトリックス:エポキシ、ポリイミド)に対し、2MeVの電子線を室温にて照射し、機械特性の変化を測定した。いずれの試料でもヤング率は15,000Mrad照射後も有意な変化を示さなかった。これに対し、せん断係数および破壊強度はガラス/エポキシ系では2,000Mradから低下し、他の試料では5,000~10,000Mradで低下した。この結果は、界面における接着剥離が照射により起こり、マトリックスから充てん材への荷重伝達能力が低下したためと推論された。破壊挙動として、破壊(亀裂)生長エネルギーが照射のかなり初期から増大した。この事実は界面における接着強度の低下が起こるためと結論した。

論文

Effect of low temperature irradiation on the mechanical strength of organic insulators for superconducting magnets

高村 三郎; 加藤 輝雄

Cryogenics, 20(8), p.441 - 444, 1980/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:74.64(Thermodynamics)

各種有機絶縁材料を極低温で原子炉照射した後、途中昇温することなく、液体ヘリウム温度,液体窒素で機械的強度を調べた結果を報告する。

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