曲げひずみ印加時のNb3Sn素線の臨界電流およびn値の数値解析・評価

Numerical Simulation of the Critical Current and n-value in Nb3Sn strand Subjected to Bending Strain


村上陽之,広橋雅元,植田浩史,石山敦士(早大);小泉徳潔,奥野清(原子力機構)
murakami*fuji.waseda.jp

Abstract:  Nb3Sn CIC導体のITER用コイルへの適用可能性を示すために、Nb3Snのモデルコイルの製作および試験が行われた。これらの試験結果は、Nb3Snの素線性能から予測される臨界電流特性に比べ低い結果を示した。この臨界電流特性の劣化はコイルに加わる電磁力が強くなるほど大きくなり、同様にn値の劣化も観測された。一方、単線のNb3Sn素線に周期的な曲げひずみを加えた時に、類似した臨界特性の劣化が生じるという試験結果が示されていることから、上記の臨界特性の劣化は局所的に素線が曲げられることにより生じていると考えられる。しかしながら、これらの試験は特定の磁場、温度、ひずみの下でしか実施されていないため、周期的な曲げひずみと臨界特性の劣化の定量的な関係が明確にされていない。そこで、Nb3Sn素線の周期的な曲げひずみと臨界特性の劣化を調べるため、分布定数回路を用いた数値解析コードを開発し、素線内のフィラメント間の電流転流等の解析を行った。この数値解析コード用いて、臨界電流特性およびn値の劣化に関する評価を行ったので報告する。