核融合炉用大型超伝導マグネットのための大電流先進高温超伝導導本の開発研究

聚变反应堆大型超导磁体用大电流先进高温超导导体研发

• 批准号: 07J10384
• 负责人: BANSAL Gourab
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J10384/
• 关键词: 核融合炉; 超伝導マグネット; 高温超伝導; 大電流導体; ビスマス; イットリウム; Bi-2223; YBCO

核融合エネルギー炉の大型超伝導マグネットに用いることを想定した大電流容量高温超伝導(HTS)導体の開発をめざした基礎研究を行った。近年、HTS線材の開発が急速に進んでいるが、代表的なビスマス2223(Bi-2223)、および、イットリウム(YBCO)系に特有なテープ形状の線材を用いた10kAを超えるコイル巻線用大電流容量導体はまだ開発例がない。本研究では全く新しい試みとして、テープ線材を単純に積層するという導体構造を提案した。これによりセラミック系の酸化物超伝導材料を用いながら機械的に強固で製作性の良い導体が構成できる。ただし、これは、従来の低温超伝導(LTS)導体では選択できない発想であり十分な検証を必要とする。本研究では、まず、HTS導体を実際に試作する前にこのことを確かめるため、LTS/HTSハイブリッド導体という世界で初めて提案した導体を活用することによって、HTS部分に対して極端に不均一な電流分布を与える実験を行った。この導体では、積層したHTS線材間の接触抵抗を小さくする構造を採用していることもあり、電流分布の不均一に起因する不安定性が生じないことを確かめた。次に、実際に10kA級のHTS導体サンプルを試作し、温度を4.2〜30Kの範囲で可変にする工夫をして特性試験を行った。その結果、素線の特性をもとに磁場分布を正確に考慮して予測される臨界電流まで安定に通電でき、導体製作に伴う劣化が生じないこと、また、局所的な熱擾乱を与えるヒータを用いて安定性試験を行ったところ、ヘリウムで直接冷却されたLTS導体に比べて数十倍大きなパワーを入れてもクエンチが生じないことを観測し、HTS導体の優れたポテンシャルを実証することに成功した。

我们进行了基础研究，旨在开发大型电流高温超导（HTS）导体，旨在用于核融合能反应器中的大型超导磁体。近年来，HTS电线的开发迅速发展，但是没有开发典型的晶曲线2223（BI-2223）（BI-2223）和使用带有胶带形状的YTTRIUM（YBCO）系统的磁带形的电线的线圈绕组的电流大型导体。这项研究提出了一项全新的尝试，以创建一种导体结构，其中简单地将胶带线层压。这允许在使用陶瓷氧化物超导材料时机械强且高度制造的导体。但是，这是一个无法选择常规低温超导（LTS）导体的想法，需要足够的验证。在这项研究中，为了在实际创建HTS导体原型之前对此进行验证，我们首先进行了一个实验，该实验通过利用世界上第一个拟议的导体称为LTS/HTS Hybrid导体，从而为HTS部分提供了极为不平坦的电流分布。该导体使用的结构可降低堆叠的HTS电线之间的接触电阻，并确认未产生不均匀的电流分布引起的不稳定性。接下来，实际生产了10KA类HTS导体样品，并使用Ingenus进行了特征性测试，以使温度变量在4.2至30K范围内。结果，导体特性使能量能够稳定至预测的临界电流，考虑到磁场的分布准确，并且不会发生导体制造，并且当使用加热器进行稳定性测试进行稳定性测试时，可以引起局部热干扰，即使在Quectium的范围内，也不会直接施加Quince，即使是在Quence depers的范围内，也不会直接驾驶。极好的潜力。

项目成果

High-temperature Superconducting Coil Option for the Fusion Reactor FFHR

聚变反应堆 FFHR 的高温超导线圈选项

• 发表时间: 2008
• 期刊: Plasma and Fusion Research 3
• 作者: G.Bansal;N.Yanagi;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Experimental Results of Large-Current Capacity HTS Conductors

大电流容量高温超导导体的实验结果

• 发表时间: 2008
• 期刊: IEEE Trans.Applied Superconductivity (未定)
• 作者: G. Bansal;他4名
• 通讯作者: 他4名