メゾスコピック磁束挙動から展開する高温超伝導マグネット開発のための先進的研究

基于细观磁通行为的高温超导磁体的前沿研究

基本信息

批准号：
08J01945
负责人：
東川甲平
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、特に希土類系高温超伝導材料による次世代高温超伝導線材を対象として、その電磁現象を磁束挙動の観点から把握することにより、同線材を適用したマグネット化技術を開発することを目的としている。本年度に得られた成果は以下の通りである。1.超伝導マグネット開発のためには、その規模を考慮すると超伝導線材同士の接続技術の確立が不可欠となる。本年度は、昨年度に開発した3次元電流密度分布評価手法を発展させ、線材接続部の交流電磁現象を明らかとした。特に重要な知見として、接続抵抗や通電周波数によっては電流が接続部を不均一に遷移することが示唆された。超伝導マグネットの交流利用は、電力系統用エネルギー貯蔵装置や電磁誘導加熱装置への展開が考えられるため、ここで線材接続部の電磁現象を明らかにできたことは大きな意味を有する。2.超伝導マグネット開発のためには、特性の均一な長尺の超伝導線材が必要となり、例えば1キロメートルの長さの線材に対して1ミリメートル以下の分解能での特性の均一性の確保が重要となる。そこで本年度は、走査型ホール素子顕微鏡システムに外部磁界印加用コイルを導入することにより、次世代高温超伝導線材の非破壊かつ高分解能な評価手法を開発した。その結果、線材内の面内2次元での臨界電流密度分布が、100ミクロンの分解能で得られることを明らかとした。以上により、高温超伝導マグネットの開発に不可欠な要素技術が得られたと認められる。

这项研究的目的是从磁通量行为的角度了解由稀土基高温超导材料制成的下一代高温超导线材的电磁现象，并开发应用这些导线的磁化技术。据说今年获得的结果如下。 1. 为了开发超导磁体，考虑到磁体的尺寸，必须建立超导线材之间的连接技术。今年，我们开发了去年开发的三维电流密度分布评估方法，并阐明了电线连接处的交流电磁现象。一个特别重要的发现是，电流通过连接的传输不均匀，具体取决于连接电阻和电流频率。交流超导磁体可用于电力系统的储能装置和电磁感应加热装置，因此阐明电线连接处的电磁现象具有重要意义。 2.为了开发超导磁体，需要具有均匀特性的长超导线，例如，对于1公里长的线来说，必须确保1mm或更小的分辨率下的特性均匀性变得很重要。因此，今年，我们通过在扫描霍尔元件显微镜系统中引入用于施加外部磁场的线圈，开发了下一代高温超导线材的无损、高分辨率评估方法。结果表明，可以以100微米的分辨率获得导线内的二维面内临界电流密度分布。由此可知，已经获得了开发高温超导磁体所必需的基本技术。