核融合装置用HTS導体開発に向けたREBCOテープのIc劣化の原因の研究

Investigation of the cause of Ic degradation of REBCO tapes for HTS conductor of fusion device


大辻 槙 (東大); 三戸 利行, 小野寺 優太, 平野 直樹 (NIFS)


Abstract:核融合科学研究所では、大型ヘリカル装置(LHD)の次期装置への適用を目指したHTS導体の開発研究を開始している。 HTS導体の候補の1つとして、REBCOテープと純アルミニウムシートを円形断面のアルミニウム合金ジャケットの溝に積層して配置したFAIR導体を開発している。その導体の開発段階において、導体のIc測定中に室温と液体窒素温度の間の熱サイクルによって導体の臨界電流(Ic)が劣化することがわかった。 Icの劣化の原因は、REBCOテープとアルミニウム合金ジャケットの熱収縮率の違いにより、REBCOテープに局所的な座屈が生じることからだと推測された。本研究では、座屈とIc劣化の関係を定量的に明らかにする。まず、機械試験機を用いて、1本のREBCOテープに応力を加え、REBCOテープが座屈することでテープ線に劣化が生じることを確認した。次に、液体窒素温度への冷却中にREBCOテープに適用される圧縮応力および座屈を模擬する熱収縮実験を実施し、そのREBCOテープ線のIc測定を実施してIcの劣化状況について定量的に評価した。