ハイブリッド・マグネット用500A温度可変臨界電流測定装置の開発と研究

500A混合磁体温变临界电流测量装置的开发研究

• 批准号: 15760215
• 负责人: 西島 元
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760215/
• 关键词: 臨界電流; 圧縮; 歪; 電流-電圧特性; ニオブ・スズ超伝導線材; 冷凍機冷却超伝導マグネット; 実用超伝導線; 強磁場; 温度

平成16年度は「ハイブリッド・マグネット用500A温度可変臨界電流測定装置」の立ち上げと調整を行ない,特に圧縮側の歪を印加した状態での臨界電流測定を可能とするようにし,液体ヘリウム中(4.2ケルビン)で-0.5%程度までの圧縮歪下での臨界電流を500A(アンペア)まで測定することが可能となった。一方,電流-電圧測定は従来アナログペンレコーダに頼っていたが,計測精度を上げるためにナノボルトメータを用いて測定することとし,電圧信号増幅用の低雑音増幅器(エヌエフ回路設計ブロック製)を2台購入した。この増幅器は現在購入可能な信号増幅器のなかで最もノイズレベルの低い増幅器である。1台で100倍の増幅率なので2台で10,000倍までの信号増幅が可能となり,電流-電圧測定において電圧がより精確に測定できるようになった。これら装置と,従来用いていたGM(ギフォード・マクマホン)冷凍機冷却クライオスタットを用いて,タンタル繊維補強ニオブ・スズ超伝導線材の機械特性,臨界電流の温度依存性,熱的安定性を調べ,同線材が延性に優れ,熱的安定性の観点からも冷凍機冷却超伝導マグネット用線材として有力候補の一つであることを示した。また,ニオブ・チタン補強ニオブ・スズ線材を用いたコイルの横圧縮試験を行ない,ニオブ・チタンの補強効果が引張りだけでなく横圧縮に対しても有効であることを示した。さらに,今後の超伝導マグネットの更なる強磁場化にとっては必須の研究課題である高温超伝導コイルの高強度化のために,マトリクス材の比率の低い(低銀比)ビスマス系高温超伝導線材の引張り試験,フープ力試験を行ない,その機械特性を明らかにし,ステンレステープを用いた補強効果の実証も行なった。

在2004年，启动和调整了“ 500A可变温度临界电流测量设备”，允许进行关键的电流测量值，尤其是当应用压缩方面的压力时，并且有可能在液态硫酸氢硫素（4.2 kelvin in Liquid helium in Becy -0.5％）下测量最高500A（AMPERE）的临界电流。另一方面，尽管从传统上讲，模拟笔记录器已依靠用于电流 - 电压测量值，但他们决定使用纳米摩托型仪表来提高测量精度，并购买了两个低噪声放大器（由NF电路设计块制造）进行伏特信号放大。该放大器是当前可用信号放大器的最低噪声水平放大器。由于一个单元的放大速率为100次，因此可以用两个单元放大高达10,000次的信号，从而使电压在测量电流 - 电压时可以更准确地测量。使用这些设备以及常规的GM（Gifford McMahon）冷却冷冻仪，我们研究了机械性能，危机电流的温度依赖性和坦塔木纤维增强的尼伯木锡超导的热稳定性，并表明电线具有出色的延展性，并且是最有前途的候选超级可批准的，这是最有前途的候选超级可加入的。此外，使用钛钛合金尼比锡线对线圈上进行了横向压缩试验，并表明钛钛的增强作用不仅有效，不仅对张力，而且对横向压缩也有效。此外，为了提高高温超导线圈的强度，这是将来进一步加强超导磁体的重要研究主题，我们对基于BiSmuth的高温超导电线进行了拉伸测试和hoop力测试，并以低基质材料比（低矩阵的效果）来阐明了属性和质量范围的属性。

项目成果

内部補強Nb_3Sn超伝導線材およびコイルに及ぼす横圧縮応力の効果

横向压应力对内增强Nb_3Sn超导线材和线圈的影响

• 发表时间: 2004
• 期刊: 低温工学 39・9
• 作者: G.Nishijima et al.;G.Nishijima et al.;西島 元 他
• 通讯作者: 西島 元 他

Mechanical characteristics of Bi-2223 tape with low matrix ratio

低基体比Bi-2223胶带的机械特性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Superconductor Science and Technology 18・1
• 作者: G.Nishijima et al.

Superconducting property and thermal stability of high-strength Nb_3Sn wire with Ta-reinforced filaments

Ta增强丝高强Nb_3Sn线材的超导性能及热稳定性

• 发表时间: 2005
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity (発表予定)
• 作者: G.Nishijima et al.;G.Nishijima et al.
• 通讯作者: G.Nishijima et al.

G.Nishijima, et al.: "Mechanical and Superconducting Properties of Bi-2223 Tape for 19 T Cryogen-free Superconducting Magnet"IEEE Trans.Appl.Superconduct.. 14(出版予定). (2004)

G.Nishijima 等人：“19 T 无冷冻剂超导磁体的 Bi-2223 胶带的机械和超导特性”IEEE Trans.Appl.Superconduct.. 14（待出版）。