超伝導コイルの作る3次元磁場分布精密測定法の開発

超导线圈三维磁场分布精密测量方法开发

基本信息

批准号：
03452190
负责人：
山本純也
金额：
$ 4.16万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘリカル方式の核融合装置に用いられる超伝導コイルでは、非常に高い磁場精度(誤差磁場の強度比が10^<ー4>以下)が要求される。本研究では、ヘリカル型超伝導試験コイルである全体モデル装置(大半径80cm、小半径20cm)に対して、磁場分布計測システムを開発し、これを用いて実際に計測を行い、ヘリカル装置における磁場計測方法に関する検討を行った。計測には、ホ-ル素子を用いたシステムを採用した。本研究で用いたシステムは、各空間点において3次元の磁場計測が可能で、トロイダル方向、鉛直方向、大半径方向にスキャンを行うことのできるものである。コイルの定格通電時における磁場計測の結果、今回の実験においては、誤差磁場の強度比として、5x10^<ー3>程度までの精度の計測を行うことができた。当初の目標である10^<ー4>の精度が達成できなかった理由としては、以下のことがあげられる。1)電源として、本実験に用いることを予定していたトランジスタ電源に不備があり、この代わりとしてサイリスタ電源を用いたため、磁場計測時にノイズが大きかった。2)計測システムの取り付け位置精度に問題があった。当初、計測システムは低温空間内に設置することを考えていたが、その後の検討で、常温空間に設置する方が望ましいことが判明した。これは、低温空間では、計測素子自身の位置が冷却により移動してしまうためである。そこで、実際には、装置の外部空間に計測システムを設備したため、コイル本体との相対位置の計測が難しく、十分な設置精度がでなかった。今後、上記の問題点を解決し、より精度の高い磁場分布計測を行うことを計画している。

在螺旋型核融合设备中使用的超导线圈需要极高的磁场精度（误差磁场的强度比为10^<-4>或更少）。在这项研究中，为整个模型设备（主要半径80厘米，小半径20厘米），螺旋超导测试线圈开发了一个磁场分布测量系统，并将其实际测量并检查了螺旋设备中的磁场测量方法。采用了使用孔元件的系统进行测量。这项研究中使用的系统允许在每个空间点进行三维磁场测量，从而可以在环形，垂直和大多数径向方向上进行扫描。由于在本实验中，当额定线圈的磁场测量值时，可以执行误差磁场强度比的精度测量值约为5x10^<-3>。未达到10^<-4>准确性的最初目标的原因是：1）晶体管电源的缺陷计划在本实验中用作电源，并且由于使用磁场时会有很大的噪音。 2）测量系统安装位置的准确性存在问题。最初，测量系统被认为是安装在低温空间中的，但是经过进一步的调查，发现希望将其安装在室温空间中。这是因为测量元件本身的位置由于冷却而在低温空间中移动。因此，实际上，由于测量系统安装在设备的外部空间中，因此很难用线圈主体测量相对位置，并且无法进行足够的安装精度。将来，我们计划解决上述问题并执行更准确的磁场分布测量。