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。

2004年度，我们启动并调整了“500A混合磁体可变温度临界电流测量装置”，使得可以测量临界电流，特别是在压缩侧施加应变时，以及在液氦中（它已成为可以在 -0.5%（4.2 开尔文）的压缩应变下测量高达 500A（安培）的临界电流。另一方面，电流电压测量传统上依赖于模拟笔记录仪，但为了提高测量精度，我们决定使用纳伏表来测量电流和电压，并使用低噪声放大器（由 NF Circuit Design Block 制造） ）来放大电压信号我买了2个。该放大器是目前可用的所有信号放大器中噪声水平最低的。由于一台设备的放大倍数为100倍，两台设备可将信号放大达10,000倍，从而可以在电流-电压测量中更准确地测量电压。使用这些设备和以前使用的 GM (Gifford-McMahon) 冰箱冷却低温恒温器，我们研究了钽纤维增强铌锡超导线材的机械性能、临界电流的温度依赖性和热稳定性，该线材具有优异的延展性。从热稳定性的角度来看，它已被证明是一种有前途的冰箱冷却超导磁体线材。此外，对使用铌钛增强铌锡线的线圈进行了横向压缩试验，结果表明铌钛的增强效果不仅在拉伸方面有效，而且在横向压缩方面也有效。此外，为了提高高温超导线圈的强度，这是未来进一步提高超导磁体磁场强度的重要研究课题，我们正在开发低比值的铋基高温超导线材。进行了拉伸试验和环向力试验以阐明其机械性能，并证明了使用不锈钢带的增强效果。

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）。