耐強磁場ヘリカル炉用高温/低温複合超電導体の研究・開発

抗磁场螺旋炉用高温/低温复合超导体的研发

基本信息

批准号：
09878094
负责人：
橋爪秀利
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878094/
关键词：
高温超電導クエンチ伝播ヘリカル炉

项目摘要

前年度に開発された、傾斜機能的な超電導線材の性能を評価するための解析コードを拡張し、高温超電導体内での温度場解析も同時に可能とした。すなわち、電磁場解析においては、高温超電導体内部に誘起される遮蔽電流を臨界状態モデル・磁束クリープモデルに加え、磁束流モデルも導入して評価した。なお、電磁場解析に関する支配方程式は、導体の存在しない領域で変数を定義する必要のない電流ベクトルポテンシャル法に基づいて導出し、超電導体の電気電導率は、非常に大きな値を初期値として仮定し、反復計算によって値を修正し、電流分布が磁束クリープモデル・磁束流モデルを含む臨界状態モデルと矛盾の無いような結果を得ることに成功した。その結果、高温超電導体内でのクエンチ発生は状況は、低温超電導体のものとは大きく異なり、クエンチの伝播・回復に要する時間が、非常に長くなり、クエンチが伝搬して行く状態なのか、回復状態にあるのかの判断が非常に困難であることが明らかとなった。これは、温度拡散係数が大きいためであり、従来の低温超電導体に適用していたクエンチ対策とは全く別のシナリオが必要となることが分かった。例えば、電圧上昇等によるクエンチ発生が検出された場合に、低温超電導体では、直ちに、電流値低下措置をとる必要性があったが、高温超電導体の場合には、時間的裕度がある。また、この際に急激に電流値を低下させるとそのこと自体が高温超電導体内での熱発生要因になり(ヒステリシス損失・結合損失)逆にクエンチを推進することにも成りうる可能性があることも明らかとなった。さらに、より詳しい電流分布を求めるために、擬3次元コードの整備を進め、3次元電流分布の解析結果が得られるまでに至った。

上一年为评估功能分级超导电线的性能而开发的分析代码已经扩展，从而可以同时进行高温超导体内的温度场分析。也就是说，在电磁场分析中，除了临界状态模型和磁通量蠕变模型以及磁通流模型外，还评估了高温超导体内部诱导的屏蔽电流。基于当前矢量电位方法得出了电磁场分析的管理方程，该方法不需要在没有导体的区域定义变量，并且假定超导体的电导率是很大的值作为最初的值，并且通过迭代的计算来确保元素的磁性元素，并且在迭代的范围内均具有元素的分布，并且在该方法中均具有元素的一致性，该方法是在迭代中的一致性，该方法是在迭代中的一致性。模型和磁通流模型。结果，已经揭示了高温超导体中的淬火产生与低温超导体中的猝灭产生非常不同，并且淬火和恢复淬灭所需的时间很长，因此很难确定淬灭是否在繁殖或恢复状态下。这是因为温度扩散系数很大，并且发现与应用于低温超导体的常规淬火对策需要完全不同的情况。例如，当由于检测到电压上升或类似而发生淬灭时，有必要立即采取措施以降低低温超导体中的电流值，但是在高温超导体中，有一个时间余量。还可以揭示，如果此时的电流值突然下降，这可能会导致高温超导体内的热量产生（磁滞损失和耦合损失），并且也可能导致爆炸的促进。此外，为了获得更详细的电流分布，我们已经开始开发伪3D代码，并达到了我们可以获得3D电流分布的分析结果的地步。