次世代核融合マグネットへの適用をめざした20 kA級高温超伝導STARS導体開発の進捗

Progress of the 20-kA-class HTS-STARS conductor development for the next-generation fusion experimental devices


柳 長門, 成嶋 吉朗, 小野寺 優太 (NIFS); 伊藤 悟 (東北大); 濱口 真司, 力石 浩孝, 高田 卓 (NIFS); GARFIAS-DAVALOS Diego (総研大); 平野 直樹, 高畑 一也 (NIFS)


Abstract:NIFS では次世代の核融合実験装置のマグネットへの適用をめざして3種類の大電流容量・高温超伝導導体を開発している。そのうちのひとつSTARS導体は、REBCO線材を単純に積層して銅安定化材ケーシングに収納し、外側にレーザビーム溶接を施したステンレスジャケットを配置するなど、強固な構造を特長とする。また、銅安定化材ケーシングとステンレスジャケットの間には内部電気絶縁を入れている。20 kA級実用導体の開発において長さ6 mのサンプルを製作し、3ターン巻線のソレノイドコイル形状(直径600 mm)として、NIFSの大口径強磁場導体試験装置において冷却・励磁試験を行った。温度20 K、外部磁場8 Tにおいて18 kAまでの安定な励磁を行えることを確認し、高速(1 kA/s)繰り返し励磁も100回まで行った。コイル近傍で測定された磁場信号より、サンプルコイルは電磁力に伴う並進力で数mm程度移動している可能性や、単純に積層したREBCO線材間を渡る循環電流の発生と減衰が推測されている。循環電流は線材間の非一様電流の発生と等価であり、冷却安定性との関係については別途調べている。これらの詳細について報告する。