2P-p01

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Fig.2 The ac loss of artifical pinning centers doped GdBCO coated㩷
superconducting tapes with 5filaments㪐㪘㪺㩷㪣㫆㫊㫊㩷㪲㪡㪆㫄 㪊㩷㪺㫐㪺㫃㪼㪴

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Fig.1
Artifical pinning centers doped GdBCO coated㩷
superconducting tapes with filaments㩷㪊䋮ታ㛎⚿ᨐ㩷੹࿁᷹ቯߒߚ 5 ಽഀ✢᧚ߩ੤ᵹ៊ᄬߩ⚿ᨐࠍ Fig.2 ߦ␜ߔ‫ޕ‬䈖䉏䉁䈪䈮᷹ቯ䈚䈩䈐䈢᭽䇱䈭⒳㘃䈱 YBCO䇮GdBCO ✢᧚䈱⥃⇇㔚ᵹ․ᕈ䋨Ic-B䋩䈲䇮ฦ᷷ᐲ䈱㔖⏛႐䈱⥃⇇㔚ᵹ䋨એਅ䇮Ic0(0,T)䋩䈪ⷙᩰൻ䈜䉎䈖䈫䈮䉋䉍᷷ᐲ䈮㑐䈚䈩䉴䉬䊷䊥䊮䉫䈘䉏䇮䉁䈢䇮੤ᵹ៊ᄬ䉅᷷ᐲ䈮㑐䈚䈩䉴䉬䊷䊥䊮䉫䈘䉏䉎䈖䈫䉕⏕⹺䈚䈩䈇䉎䇯䈠䈖䈪䋬Fig.2 䈮␜䈜੤ᵹ៊ᄬ䈮ኻ䈚䈩䉅䇮ห᭽䈮ᮮゲ䉕
Ic0(0,T)䋬ᮮゲ䉕 Ic0(0,T)䈱䋲ਸ਼୯䈪ⷙᩰൻ䈜䉎䈖䈫䈪ฦ᷷ᐲ䈱ᦛ✢䈏৻䈧䈱䊙䉴䉺䊷䉦䊷䊑䈮৻⥌䈚䈢[Fig.3]䇯䈘䉌䈮 Fig.3
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Field Amplitude / P I (T)0 c0

Fig.3 The normalized AC losses by Ic0 (0㨮T)

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p02

Y 系物性㪠㪙㪘㪛㪄㪤䌧㪦 䈱⴫㕙⁁ᘒ䈫 㪚㪼㪦㪉 䉨䊞䉾䊒ጀ㕙ౝ㈩ะᐲ䈱㑐ଥ㩷㪩㪼㫃㪸㫋㫀㫆㫅㩷㪹㪼㫋㫎㪼㪼㫅㩷㫊㫌㫉㪽㪸㪺㪼㩷㫊㫋㪸㫋㪼㩷㫆㪽㩷㪠㪙㪘㪛㪄㪤㪾㪦㩷㪸㫅㪻㩷 㩷㫀㫅㪄㫇㫃㪸㫅㪼㩷㪾㫉㪸㫀㫅㩷㪸㫃㫀㪾㫅㫄㪼㫅㫋㩷㫆㪽㩷㪚㪼㪦㪉㩷㪺㪸㫇㩷㫃㪸㫐㪼㫉㩷㩷⇗ጊ㩷 ⧷ਯ㪃㩷 ศⓍ㩷 ᱜᤩ㪃㩷 દ⮮㩷 ጪᢥ㪃㩷 ᩙᧁ㩷 ␞ੑ㪃㩷 㜞ᯅ㩷 ⾆ᒾ㪃㩷 ጊ↰㩷 ⓛ㪃㩷 ๺ᴰ㩷 ノ㇢㩷 㩿⿥㔚ዉᎿቇ⎇ⓥᚲ㪀㩷㪟㪘㪫㪘㪢㪜㪰㪘㪤㪘㩷㪟㫀㪻㪼㫐㫌㫂㫀㪃㩷㪰㪦㪪㪟㪠㪱㪬㪤㪠㩷㪤㪸㫊㪸㫋㪼㫉㫌㪃㩷㪠㪫㪦㩷㪫㪸㫂㪼㪽㫌㫄㫀㪃㩷㪢㪬㪩㪠㪢㪠㩷㪩㪼㫀㫁㫀㪃㩷㪫㪘㪢㪘㪟㪘㪪㪟㪠㩷㪫㪸㫂㪸㪿㫀㫂㫆㪃㩷㪰㪘㪤㪘㪛㪘㩷㪰㫌㫋㪸㫂㪸㪃㩷㪠㪱㪬㪤㪠㩷㪫㪼㫉㫌㫆㩷 㩿㪪㪩㪣㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㪿㪅㪿㪸㫋㪸㫂㪼㫐㪸㫄㪸㪗㫀㫊㫋㪼㪺㪅㫆㫉㪅㫁㫇㩷㩷䋴䋮䉁䈫䉄㪈䋮 䈲䈛䉄䈮㩷㩷
3 ጀ᭴ㅧ IBAD-MgO ၮ᧼䈮䈍䈇䈩䇮MgO ጀ䈻䈱ടḨಣ㩷 ㄭᐕ㐿⊒䈘䉏䈢 IBAD-MgO ၮ᧼䈲 1000 m/h 䉅䈱㜞ㅦ䈪
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CeO2/IBAD-MgO/Gd-Zr-O/Hastelloy ᭴ㅧ IBAD-MgO ၮ᧼䉴䇮὇㉄䉧䉴䉕↪䈇䈢ታ㛎䈮䉋䉍䇮MgO ጀ⴫㕙䈮 H2O 䉕ଏ䈮䈍䈇䈩䇮MgO ጀ䈮ടḨಣℂ䉕ᣉ䈜䈖䈫䈮䉋䉍䇮CeO2 ጀ䈱⛎䈜䉎ടḨಣℂ䈏 CeO2 ጀ䈱㕙ౝ㈩ะ䈱ᡷༀ䈮᦭ല䈪䈅䉎㕙ౝ㈩ะ㼺㱢䈏ᡷༀ䈘䉏䇮3.07㫦䈱㜞㈩ะ䉕ᓧ䈢䈱䈪ႎ๔䈖䈫䈏䉒䈎䈦䈢䇯੹ᓟ䇮⿥㔚ዉጀ䈱ᚑ⤑䉕ㅴ䉄䉎䈫౒䈮⴫㕙䈜䉎䇯⁁ᘒ䈱⿥㔚ዉ․ᕈ䊶ᯏ᪾․ᕈ╬䈮ኻ䈜䉎ᓇ㗀䉕⺞ᩏ䈜䉎䇯䋲䋮ታ㛎㩷 IBAD-MgO ၮ᧼䉕 IBAD-MgO ጀ䉁䈪ᚑ⤑䈚䈢Ბ㓏䈪ᕡ᷷ᕡḨེ䈮䈩ᄢ᳇࿶ਅ䇮᷷ᐲ 20䌾35㷄䇮⋧ኻḨᐲ 0 or
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Fig. 1 Thickness dependences of in-plane grain alignment('I) of CeO2 layers for 3-4 layered IBAD-MgO substrate

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㪉㪎㪅㪊㩷 㩷㪉㪏㪅㪇㩷 㩷Fig. 2― 147 ―

AFM images of MgO surface
第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p03

Y 系物性㪩㪝㪄㪪㫇㫌㫋㫋㪼㫉 ᴺ䈮䉋䉎 㪩㪼㪄㪈㪉㪊 ♽✢᧚↪ 㪚㪼㪦㪉 ਛ㑆ጀ䈱㐿⊒㩷 㩿㪋㪀㩷
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NAKANISHI Tatsuhisa, KOIZUMI Tsutomu, AOKI Yuji, HASEGAWA Takayo (SWCC-CS)
IIJIMA Yasuhiro,SAITOH Takashi(Fujikura),TAKAHASHI Yasuo, YOSHIZUMI Masaaki, IZUMI Teruo (SRL)
E-mail:t.nakanishi508@cs.swcc.co.jp䋱䋮䈲䈛䉄䈮㩷
ᤘ๺㔚✢ߪ‫ޔ‬NEDO ߩ‫ޟ‬Y ♽⿥㔚ዉ㔚ജᯏེᛛⴚ㐿⊒‫ޠ‬㪈㪇ࡊ ࡠ ࠫ ࠚ ࠢ ࠻ ߦ ߅ ޿ ߡ 275kV 㜞 㔚 ࿶ 㔚 ജ ࠤ ࡯ ࡉ ࡞(ISTEC Ლਥ▤)ߣᄌ࿶ེ(਻㔚Ლਥ▤)ߩ㐿⊒ߦ✢᧚ឭଏࠍ㪏㰱㱢㪚㪼㪦㪉䇭㪲㪻㪼㪾㪅㪴ⴕߞߡ޿ࠆ‫ߩߎޕ‬ឭଏ↪✢᧚ߦ૶↪ߔࠆߚ߼‫࠲࠶ࡄࠬޔޔ‬ࡊࡠ࠮ࠬߦࠃࠆ CeO2 ਛ㑆ጀߩ㐳ዤᚑ⤑ࠍᬌ⸛ߒߡ޿ࠆ‫ޕ‬
IBAD-GZO㧛HastelloyTM ၮ᧼਄ߦ߅޿ߡ 200m ⚖ߩ㊂↥ࠍⴕߞߡ߅ࠅ‫ޔ‬H21 ᐕᐲߩ⸘↹ឭଏ㊂ߩ⵾ㅧࠍቢੌߒ
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IBAD-MgO㧛HastelloyTM ၮ᧼ࠍ↪޿ߚࠬࡄ࠶࠲ࡊࡠ࠮
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Fig.1

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― 148 ―

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p04

Y 系物性䉴䊤䉟䉴䈚䈢⿥વዉ䊋䊦䉪᧼䈱᝝ᝒ⏛႐ಽᏓ․ᕈ㩷㪫㫉㪸㫇㫇㪼㪻㩷㪽㫀㪼㫃㪻㩷㫇㫉㫆㪽㫀㫃㪼㫊㩷㫆㫅㩷㫋㪿㪼㩷㫊㫃㫀㪺㪼㪻㩷㫊㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫀㫅㪾㩷㪹㫌㫃㫂㫊㩷㫄㪸㪾㫅㪼㫋㫀㫑㪼㪻㩷㪹㫐㩷㫇㫌㫃㫊㪼㪻㩷㪽㫀㪼㫃㪻㩷ฎ↰ ᄢ᮸䇮ਃᶆ㩷 ፏ䇮⨹ደᢝ ⾆ᄢ䇮⩵ᳰ ᐽᤩ䇮ౝ⮮ ᥓਯ䇮⮮ઍ ඳਯ(ጤᚻᄢᎿ)䇮ᩉ㩷 㓁੺䇮દ⮮ ૫ቁ䋨䉟䊛䊤᧚⎇䋩
FURUTA Daiki, MIURA Takashi, ARAYASHIKI Takahiro, KIKUCHI Yasuaki, NAITO Tomoyuki,
FUJISHIRO Hiroyuki, 䋨Iwate Univ.䋩YANAGI Yousuke, ITOH Yoshitaka (IMRA Material R&D Co.,Ltd.)E-mail䋺furuta0429@yahoo.co.jp㪈㪅䈫ኻᔕ䈚䈩䈇䉎䈖䈫䈏᣿䉌䈎䈮䈭䈦䈢䇯Magnetoscan ାภ䈲⴫㕙ጀ䈲䈛䉄䈮㩷㩷 ⿥વዉ䊋䊦䉪䈲䈠䈱ᚑ㐳ᯏ᭴䈮⿠࿃䈚䈢䊏䊮ᱛ䉄ਛᔃ䈱ਇဋ৻

0.1~1mm એౝ䈱㗔ၞ䈱ᖱႎ䈪䈅䉍䇮੹ᓟᦝ䈮䊋䊦䉪䉕⭯䈒䈚䈩᝝䈏 ሽ࿷䈚 䇮 䊏 䊮ᱛ䉄 ജ䈱 ab 㕙ౝಽᏓ䈲 ᝝ᝒ⏛႐ಽᏓ䉇ᝒ⏛႐䈫 Jc ಽᏓ䈱㑐ଥ䉕ᬌ⸛䈜䉎ᔅⷐ䈏䈅䉎䇯

Magnetoscan ᴺ䈭䈬䈪⹏ଔ䈪䈐䉎䇯䈚䈎䈚䇮ෘ䈘(c ゲ)ᣇะ䈱䊏䊮ᱛෳ⠨ᢥ₂㩷䉄ജ䈱ਇဋ৻䈲䇮ᓸዊ⹜ᢱ䉕ಾ䉍಴䈚䈩⏛ൻ᷹ቯ䉕ⴕ䈉એᄖ䈮⹏ଔ[1]T Miura, et al. Abstracts of CSJ Conference,Vol.81 (2009)䈜䉎ᚻᴺ䈲ή䈒䇮᝝ᝒ⏛႐․ᕈ䈫䈚䈩䉅䈖䉏䉁䈪⺞䈼䉌䉏䈩䈇䈭䈎[1P-p10]䈦䈢䇯೨࿁䈱ቇળ䈪⋥ᓘ 45䌭䌭䇮ෘ䈘 19.5䌭䌭䈱 Gd ♽⿥વዉ䊋

[2] M Eisterer et al. Supercond. Sci. Technol.16 (2003) p.1282

䊦䉪䉕ෘ䈘ᣇะ䈮 3 ᨎ䈮䉴䊤䉟䉴䈚䇮ฦ䉴䊤䉟䉴᧼䈱᝝ᝒ⏛႐ಽᏓ䈏

[3]Y Kikuchi et al. J. Cryo. Soc. Jpn, Vol.82 (2010) [1A-a08]ෘ䈘ᣇะ䈮ᄌൻ䈚䈩䈇䉎䈖䈫䉕ႎ๔䈚䈢[1]䇯ᧄ⎇ⓥ䈪䈲䇮䈖䉏䉌䈱䉴2
Bulk-1
Bulk-2
Bulk-3Bulk-1,2
Bulk-1,2,3

䊤䉟䉴䈚䈢⿥વዉ䊋䊦䉪᧼䉕㊀䈰䉎䈖䈫䈮䉋䉎᝝ᝒ⏛႐ಽᏓ․ᕈ䈱ᄌൻ䇮䈍䉋䈶 Magnetoscan ᴺ[2]䈮䉋䉎⥃⇇㔚ᵹኒᐲ(Jc)ಽᏓ䈫᝝
BTC(T)

ᝒ⏛႐ಽᏓ䈱Ყセ䈮䈧䈇䈩ႎ๔䈜䉎䇯䉁䈢䇮⭯᧼⁁䊋䊦䉪䈱䊌䊦䉴⌕⏛䈮䉋䉎᝝ᝒ⏛႐䈫᷷ᐲᄌൻ䈱䉲䊚䊠䊧䊷䉲䊢䊮⸃ᨆ䈱⚿ᨐ䉅૬

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T =60Ks1䈞䈩ႎ๔䈜䉎䇯
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6

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Fig.1 The applied field Bex dependence of the trapped fields BT㩷䉟䉴᧼䈲 Ts=40~60K 䈮⌀ⓨኈེਛ䈪વዉ಄ළ䈘䉏䇮䉸䊧䊉䉟䊄ဳ䊌at 60K.

䊦䉴䉮䉟䊦䉕↪䈇䈩䇮ශട⏛႐ Bex=2.0~5.8T 䈱▸࿐䈪 3 ࿁䈱ห৻20⴫㕙䈎䉌 1.0mm ਄ᣇ䈮䊖䊷䊦䉶䊮䉰䉕⿛ᩏ䈘䈞䈩᷹ቯ䉕䈚䈢䇯

10

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㩷 Fig.1 䈮 Ts=60K 䈮䈍䈔䉎䊋䊦䉪ਛᔃ䈪䈱᝝ᝒ⏛႐䈱ශട⏛႐ଐሽᕈ䉕␜䈜䇯1 ᨎ䈱⚿ᨐ(Bulk-1,Bulk-2,Bulk-3)䈫Ყセ䈜䉎䈫 2 ᨎ

1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0

0
-10
-20

(T)

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10

Y (mm)

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㩷 Fig.2 䈮 Bulk-1 䈮 TS=60K 䈮䈍䈇䈩Ყセ⊛ᒙ䈇䊌䊦䉴⏛႐(Bex=3.2 T)䉕ශട䈚䈢ᤨ䈱᝝ᝒ⏛႐ಽᏓ(਄)䈫 Magnetoscan ᴺ䉕

0
-10
-20

↪䈇䈢 77K 䈮䈍䈔䉎⋧ኻ⊛䈭 Jc ಽᏓ(ਅ)䉕␜䈜[3]䇯Magnetoscan-20ାภ䈏ᄢ䈐䈇ㇱಽ䈲⋧ኻ⊛䈮Jc䈏ዊ䈘䈒䇮ାภ䈏ዊ䈘䈇ㇱಽ䈲⋧ኻ-10

0

X (mm)

10

20

0.018
0.016
0.014
0.012
0.010
0.008
0.006
0.004
0.002
0
-0.002-0.004-0.006(T)⊛䈮 Jc 䈏ᄢ䈐䈇䈖䈫䉕␜䈜䇯䊋䊦䉪䈱⴫㕙ጀౝ䈮 Jc 䈱ಽᏓ䈏䈅䉎䈖

Fig.2 Trapped field distribution at 60K (upper) and critical䈫䈏ផ᷹䈘䉏䇮䈘䉌䈮ᒙ䈇䊌䊦䉴⏛႐䈪⏛᧤䈱᝝ᝒ䈘䉏䈩䈇䉎ㇱಽ

current density distribution at 77K㩷 (lower).

― 149 ―

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p05

Y 系応用基礎⿥વዉੑᧄォ૏ਗ೉ዉ૕䈱Ꮞ䈐ੂ䉏䈮䉋䉎㩷ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈮㑐䈜䉎ᬌ⸛㩷㪫㪿㪼㩷㪼㫏㪸㫄㫀㫅㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫆㪽㩷㪸㫅㩷㪸㪻㪻㫀㫋㫀㫆㫅㪸㫃㩷㪘㪚㩷㫃㫆㫊㫊㩷㪺㪸㫌㫊㪼㪻㩷㩷 㪹㫐㩷㫋㫎㫆㩷㫇㪸㫉㪸㫃㫃㪼㫃㩷㪪㪚㩷㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㫊㩷㫎㫀㫋㪿㩷㫉㫆㫃㫃㫀㫅㪾㩷㪻㫀㫊㫆㫉㪻㪼㫉㩷ᷦ↰㩷 ኡ䋬ᨋ↰㩷 ᣽ਯ䋬ጤᾢ㩷 ᚑථ䋬⦁ᧁ㩷 ๺ᄦ㩿਻Ꮊᄢቇ㪀㩷ᨋ㩷 ⑲⟤䋬ጟర㩷 ᵗ䋨਻Ꮊ㔚ജ䋩䋻㩷⮮ේ㩷 ᣹䋬੖ᚲ㩷 ཅብ䋬๺ᴰ㩷 ノ㇢䋬Ⴎේ㩷 Ⲣ䋨㪠㪪㪫㪜㪚䋩㩷㪜㫄㪸㫀㫃㪑㫊㪿㫀㪹㫌㫋㪸㪗㫊㪺㪅㫂㫐㫌㫊㪿㫌㪄㫌㪅㪸㪺㪅㫁㫇

2W§ ) B( x ) ·
1
SZW
1
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¸ 㩷
2
2
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Fig.1 㩷 Transposed parallel SC
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6

B

B(x)

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㪉䋮ਗ೉ዉ૕䈱੤ᵹ៊ᄬ㩷㩷 ࿑ 㪈 䈲ੑᧄォ૏ਗ೉ዉ૕䉕䋱ጀ䉮䉟䊦䈮Ꮞ䈐䇮ో૕䈱Ꮞ䈐ᢙ䈱ඨಽ䈱૏⟎䈪ォ૏䉕ⴕ䈇䇮䈘䉌䈮 㪥 Ꮞ䈐䈱䉮䉟䊦䈱ㅜਛ䈪Ꮞ䈐ੂ䉏䈏⿠䈖䉍㼺䌬䈝䉏䈢႐ว䈱䉮䉟䊦㠽⍑࿑䈪䈅䉎䇯࿑䋲䈲ᗐቯ䈚䈢ዉ૕䈮ශട䈘䉏䉎⏛⇇ಽᏓ䈱䉫䊤䊐䈪䈅䉎䇯䉮䉟䊦䈱⌀䉖ਛ䈱૏⟎䈪䈱⏛⇇ᝄ᏷䉕 㪙㫄 䈫䈚䈢䇯䈖䈱䉋䈉䈮Ꮞ䈐ੂ䉏䈱䈝䉏䈏䈅䉎䈫ਗ೉ዉ૕䈮⏛᧤䈏㎮੤䈚䇮䈠䉏䉕ᛂ䈤ᶖ䈜䉋䈉䈮ㆤ⭁㔚ᵹ䈏⊒↢䈜䉎䇯䈠䈱ㆤ⭁㔚ᵹ䈏⚛✢䈱⥃⇇㔚ᵹ୯䈮㆐䈚䈭䈇႐ว䈱䇮㕖㘻๺᧦ઙਅ䈱ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈱ᑼ䈲ᰴᑼ䈪⴫
䈘䉏䉎䇯㩷

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2d s I c § ) B x
K · P0 I c ¸ 㩷¨
N 2uw ¨© d s L
u ¸¹

O
x

㪊䋮⠨ኤ㩷

Fig.2㩷 Magnetic field distribution
53

Additional loss(J/m cycle)࿑䋳䈲䇮Ꮞ䈐ੂ䉏䈏Ꮐ஥䈪ォ૏૏⟎䈎䉌 㪉䋵Ꮞ䈐⋡䇮ฝ஥䈪ォ૏૏⟎䈎䉌 㪌㪇 Ꮞ䈐⋡䈪⊒↢䈚䇮䈠䈱䈝䉏᏷䈏㼺䌬㪆㫎䋽㪌 䈱႐ว䈱ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈱⏛⇇ᝄ᏷ 㪙㫄 ଐሽᕈ䈪䈅䉎䇯䈠䈱ઁ䈮ฝ஥䈱Ꮞ䈐ੂ䉏䈱૏⟎䉕ᄌᦝ䈚䇮㪈 Ꮞ䈐⋡䈪⊒↢䈚䈢႐ว䈮䈧䈇䈩䉅⸃ᨆ䉕ⴕ䈦䈢䇯䈠䈱⚿ᨐ䇮䈇䈝䉏䈱႐ว䈮䉅ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈲䇮⏛⇇ᝄ᏷ 㪙㫄 䈏ᄢ䈐䈇䈾䈬ᄢ䈐䈒䈭䉍䇮ㆤ⭁㔚ᵹ䈏⥃⇇㔚ᵹ୯䈮㆐䈚㘻๺⁁ᘒ䈮䈭䉎䈫ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈲৻᳇䈮Ⴧᄢ䈜䉎䈖䈫䈏䉒䈎䈦䈢䇯㩷䈘䉌䈮䇮Ꮐ஥䈱Ꮞ䈐ੂ䉏䈱૏⟎䉕 㪉㪌 Ꮞ䈐⋡䈪࿕ቯ䈚䇮ฝ஥䈱Ꮞ䈐ੂ䉏䈱૏⟎䈮䉋䉍ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈏䈬䈱䉋䈉䈮ᄌൻ䈜䉎䈱䈎䈮䈧䈇䈩䉅⠨ኤ䈚䈢䇯ኻ⒓ᕈ䉋䉍ฝ஥䉅 㪉㪌 Ꮞ䈐⋡䈪Ꮞ䈐ੂ䉏䈏⊒↢䈚䈢႐ว䈏৻⇟ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈲ዊ䈘䈒䈭䉎䈏䇮䉮䉟䊦䈱⚳┵䉋䉍䉅ォ૏૏⟎䈮ㄭ䈇ᣇ䈏䇮Ꮞ䈐ੂ䉏䈮䉋䉎ઃട⊛੤ᵹ៊ᄬ䈲ዊ䈘䈒䈭䉎䈫䈇䈉䈖䈫䈏ಽ䈎䈦䈢䇯㩷

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10

n=2
n=3
n=4

3

10

n=5
n=6

1

10

-1

10

-3

10

-5

10

-1

10

10

0

B (T)

10

1

10

2

m

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― 150 ―

Fig.3㩷 The gap of rolling disorderdependences of the Additional loss

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p06

Y 系応用基礎䌙䌂䌃䌏⿥વዉਗ೉ዉ૕䉕䊌䊮䉬䊷䉨䉮䉟䊦䈮Ꮞ䈇䈢㓙䈱㔚ᵹಽᵹ․ᕈ㩷㪪㫋㫌㪻㫐㩷㫆㫅㩷㫋㪿㪼㩷㪺㫌㫉㫉㪼㫅㫋㩷㫊㪿㪸㫉㫀㫅㪾㩷㫇㫉㫆㫇㪼㫉㫋㫀㪼㫊㩷㫆㪽㩷㪰㪙㪚㪦㩷㫊㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫀㫅㪾㩷㫇㪸㫉㪸㫃㫃㪼㫃㩷㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㫊㩷㫎㫆㫌㫅㪻㩷㫀㫅㫋㫆㩷㫇㪸㫅㪺㪸㫂㪼㩷㪺㫆㫀㫃㩷㪺㫌㫉㫉㪼㫅㫋㩷㪻㫀㫊㫋㫉㫀㪹㫌㫋㫀㫆㫅㪺㫌㫉㫉㪼㫅㫋㩷㪻㫀㫊㫋㫉㫀㪹㫌㫋㫀㫆㫅㩷㜞ጊ㩷 ᵲ䋬ንጟ㩷 ┨㪃ጤᾢ㩷 ᚑථ䋨਻Ꮊᄢቇ䋩䋻㩷ᨋ㩷 ⑲⟤㪃ጟర㩷 ᵗ䋨਻Ꮊ㔚ജ䋩㪒㩷⮮ේ㩷 ᣹㪃੖ᚲ㩷 ཅብ㪃๺ᴰ㩷 ノ㇢㪃Ⴎේ㩷 Ⲣ䋨䌉䌓䌔䌅䌃䋩㪒㩷㪫㪘㪢㪘㪰㪘㪤㪘㩷㪢㫆㫌㪃㩷㪫㪦㪤㪠㪦㪢㪘㩷㪘㫂㫀㫉㪸㪃㩷㪠㪮㪘㪢㪬㪤㪘㩷㪤㪸㫊㪸㫋㪸㫂㪸㩷㩿㪢㫐㫌㫊㪿㫌㪄㪬㫅㫀㫍㪅㪀㪒㩷㩷 㪟㪘㪰㪘㪪㪟㪠㩷㪟㫀㪻㪼㫄㫀㪃㩷㪦㪢㪘㪤㪦㪫㪦㩷㪟㫀㫉㫆㫊㪿㫀㩷㩿㪢㫐㫌㫊㪿㫌㩷㪜㫃㪼㪺㫋㫉㫀㪺㩷㪧㫆㫎㪼㫉㩷㪚㫆㪅㪀㪒㩷㪝㪬㪡㪠㪮㪘㪩㪘㩷㪥㫆㪹㫆㫉㫌㪃㩷㪞㪦㪪㪟㪦㩷㪰㫆㫊㪿㫀㪿㫀㫉㫆㪃㩷㪠㪱㪬㪤㪠㩷㪫㪼㫉㫌㫆㪃㩷㪪㪟㪠㪦㪟㪘㪩㪘㩷㪰㫌㪿㩷㩿㪠㪪㪫㪜㪚㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㫋㪸㫂㪸㫐㪸㫄㪸㪗㫊㪺㪅㫂㫐㫌㫊㪿㫌㪄㫌㪅㪸㪺㪅㫁㫇㩷㩷㪍䋮⻢ㄉ㩷㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p07

Y 系応用基礎㪩㪜 ♽⿥㔚ዉ✢᧚䈱ዊဳ䊌䊮䉬䊷䉨䉮䉟䊦䈱ㅢ㔚․ᕈ㩷㪚㪿㪸㫉㪸㪺㫋㪼㫉㫀㫊㫋㫀㪺㫊㩷㫆㪽㩷㫋㪿㪼㩷㫇㪸㫅㪺㪸㫂㪼㩷㪺㫆㫀㫃㫊㩷㫌㫊㫀㫅㪾㩷㪩㪜㪙㪚㪦㩷㪺㫆㪸㫋㪼㪻㩷㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㩷㩷ᄢ଻ 㓷タ䋬⮮↰ ⌀ม䋬ේญ ᱜᔒ䋬㘵ፉ ᐽ⵨䋬ᢧ⮮ 㓉䋨䊐䉳䉪䊤䋩DAIBO Masanori䋬FUJITA Shinji䋬HARAGUCHI Masashi䋬IIJIMA Yasuhiro䋬SAITO Takashi (Fujikura Ltd.)E-mail䋺mdaibo@fujikura.co.jp

㪈㪅㩷 䈲䈛䉄䈮㩷RE ♽⿥㔚ዉ✢᧚䋨RE 䈲Ꮧ࿯㘃䋩䈲䈖䈖ᢙᐕ䈪㘧べ⊛䈮․ᕈ䈏ะ਄䈚䈩䈍䉍䇮ᔕ↪ᯏེ㐿⊒䈱ᬌ⸛䉅ㅴ䉂䈧䈧䈅䉎䇯䊐䉳䉪䊤䈪䈲 RE ♽⿥㔚ዉ✢᧚䈱㐿⊒䉕ⴕ䈦䈩䈇䉎䈏䇮䉋䉍㜞․ᕈ䈱⿥㔚ዉ✢᧚㐿⊒䈱䈢䉄䈮䈲✢᧚䈱ᯏ᪾․ᕈ䇮䉮䉟䊦䈱ㅢ㔚․ᕈ䈭䈬䉕ᛠី䈚䈩䈍䈒ᔅⷐ䈏䈅䉎䇯੹࿁䇮ૐ䉮䉴䊃✢᧚䈫䈚䈩ㆡ↪䈏ᦼᓙ䈘䉏䉎 IBAD-MgO ၮ

Table 1
Type

Specifications of REBCO tapeCu(0.1mm)/Ag/GdBCO(PLD)/
MgO(IBAD)/Hastelloy(0.1mm)

Insulation

Double polyimide tapes wrapping

Thickness

0.2mm

Width

5mm

Ic @77K, 0T

184䌾212A

᧼⿥㔚ዉ✢᧚䈮䈧䈇䈩ዊဳ䊌䊮䉬䊷䉨䉮䉟䊦䉕⹜૞䈚ㅢ㔚
Table 2․ᕈ䉕⹏ଔ䈚䈢䈱䈪䇮䈠䈱⚿ᨐ䉕ႎ๔䈜䉎䇯Specifications of REBCO single pancake coils#1#2㪉㪅䊌䊮䉬䊷䉨䉮䉟䊦Ꮞ✢㩷

Coil
Inner diameter

70mm

70mm

㩷 ੹࿁䈱ታ㛎䈮૶↪䈚䈢✢᧚䈱⻉ర䉕 Table.1 䈮␜䈜䇯Outer diameter

99.7mm

99.7mm0.1mm ෘ䈱 Hastelloy ၮ᧼䈮 IBAD ᴺ䈮䉋䈦䈩 MgO ਛ㑆

Turns

36

36

ጀ䉕ᒻᚑ䈚䇮PLD ᴺ䈪⿥㔚ዉ✢ጀ(GdBCO)䉕ᒻᚑ䈚䈢䇯䈠

Length of tapes

10m
10m䊶㩷 㪤㪼㪸㫊㫌㫉㪼㫄㪼㫅㫋㩷㫇㫆㫀㫅㫋㩿㪎㪎㪢㪀㩷㪊㪇㪇䈱ᓟ䇮቟ቯൻጀ䈫䈚䈩㌁䉕䉴䊌䉾䉺䊥䊮䉫䈚䇮ඨ↰䈮䉋䉍㪙㪇㪉㪌㪇㪚㫉㫀㫋㫀㪺㪸㫃㩷㪺㫌㫉㫉㪼㫅㫋㪲㪘㪴

0.1mm 䈱㌃䉕⾍䉍ว䉒䈞䈢䇯Ḱ஻䈚䈢✢᧚䉕 FRP ⵾䈱Ꮞᨒ䈮Ꮞ✢䈚 Table.2 䈱䉋䈉䈭䉲䊮䉫䊦䊌䊮䉬䊷䉨䉕 2 ୘૞⵾䈚䇮䈖䉏䉌 2 ୘䈱䊌䊮䉬䊷䉨䉕Ⓧጀ䈚䈢䇯㪊㪅㩷 ㅢ㔚⹜㛎⚿ᨐ䋨ᶧ૕⓸⚛ਛ䋩㩷

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䈚䈢䇯Ⓧጀ䉮䉟䊦䈮䈲䊖䊷䊦䉶䊮䉰䊷䉕㈩⟎䈚䈩䉮䉟䊦ਛᔃ⏛Fig.2 䈮␜䈜䇯䉁䈢䇮䉮䉟䊦⥃⇇㔚ᵹ䈫ਛᔃ⏛႐䈮䈧䈇䈩䈲Fig.1 䈱䊨䊷䊄䊤䉟䊮⸘▚୯䈫৻⥌䈚䈩䈇䉎䈖䈫䉕⏕⹺䈚䈢䇯㪇㪅㪋㪇㪅㪍㪤㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㪝㫀㪼㫃㪻㩷㪲㪫㪴

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Fig.2 Temperature of dependence of Ic for pancake coil

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

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Y 系応用基礎㻯㼡 䝯䝑䜻ᐇ⏝ 㻾㻱㻝㻞㻟 ⣔⥺ᮦ䛸䝁䜲䝹໬䛾᳨ウ㻯㼡 㼟㼠㼍㼎㼕㼘㼕㼦㼑㼐 㻾㻱㻝㻞㻟 㼏㼛㼍㼠㼑㼐 㼏㼛㼚㼐㼡㼏㼠㼛㼞 㼍㼚㼐 㼕㼠㼟 㼏㼛㼕㼘ᮏ㛫 ஂ㞝䠈ᒣ⏣ ✨䠈⸨ཎ ᪼䠈࿴Ἠ ㍤㑻䠈ሷཎ ⼥䠄㻿㻾㻸䠅䠗ᒾ⇃ ᡂ༟䠄஑኱䠅䠗኱ᯇ ୍ஓ䠄㻿㻱㻵䠅㻴㻻㻹㻹㻭 㻴㼕㼟㼍㼛䠈㼅㻭㻹㻭㻰㻭 㼅㼡㼠㼍㼗㼍䠈㻲㼁㻶㻵㼃㻭㻾㻭 㻺㼛㼎㼛㼞㼡䠈㻵㼆㼁㻹㻵 㼀㼑㼞㼡㼛䠈㻿㻴㻵㻻㻴㻭㻾㻭 㼅㼡㼔 㻔㻿㻾㻸䠅䠗㻵㼃㻭㻷㼁㻹㻭 㻹㼍㼟㼍㼠㼍㼗㼍䠄㻷㼥㼡㼟㼔㼡 㼁㼚㼕㼢䠅䠗㻻㻴㻹㻭㼀㻿㼁 㻷㼍㼦㼡㼥㼍 㻔㻿㻱㻵㻕㻱㻙㼙㼍㼕㼘㻦 㼔㻙㼔㼛㼙㼙㼍㻬㼕㼟㼠㼑㼏㻚㼛㼞㻚㼖㼜㻝䠊䛿䛨䜑䛻㻦 㼅 ⣔⥺ᮦ䛾㛗ᑻ㔞⏘໬䛿᪥⡿䛾ྛ♫䛻䜘䜚╔䚻䛸㐍䜑䜙䜜䛶䛔䜛䚹䛧䛛䛧䛺䛜䜙䚸ᶵჾ䜈ᛂ⏝䛧䛶䛔䛟ୖ䛷䛿䚸䜎䛰䚸✀䚻䛾ㄢ㢟䛜ṧ䛳䛶䛔䜛䚹౛䛘䜀䚸ᶵჾᛂ⏝䛷䛿䚸኱㟁ὶ㏻㟁䛜᝿ᐃ䛥䜜䚸䜽䜶䞁䝏㜵Ṇ䛻 㻯㼡 䛺䛹䛾Ᏻᐃ໬ᮦ䛜ᚲせ䛷䛒䜛䚹௒ᅇ䚸㻯㼡 䝯䝑䜻ཌ䜢ኚ䛘䛯⥺ᮦ䜢ヨస䛧䚸䛭䛾⮫⏺㟁ὶ 㻵㼏 䚸䡊್䜈䛾ᙳ㡪䜢᳨ウ䛧䛯䚹ḟ䛻䚸䛣䛾 㻯㼡 䝯䝑䜻⥺ᮦ䜢㛗ᑻ໬䛧䝟䞁䜿䞊䜻䝁䜲䝹䜢స〇䛧䚸⮫⏺㟁ὶ䛸䡊್䛻㛵䛩䜛ᙳ㡪䜢᳨ウ䛧䛯䚹᭦䛻䚸䛭䛾䝟䞁䜿䞊䜻䝁䜲䝹䜢⏝䛔䛶෭෾ᶵ෭༷ୗ䛷䛾ບ☢ヨ㦂䜢⾜䛔⇕ᭀ㉮䛜Ⓨ⏕䛩䜛㟁ὶ䜢᳨ウ䛧䛯䚹௨ୗ䛻ヲ⣽䜢ሗ࿌䛩䜛䚹㻞䠊ヨᩱཬ䜃ホ౯᪉ἲ㻦 䠍䠅䠟䡑䝯䝑䜻ཌ䛾 㻵㼏䚸䡊್䜈䛾ᙳ㡪 䠖 㻝㻜㻜 䃛 㼙 ཌ 䛾 䝝 䝇 䝔 䝻 䜲 ᇶ ᯈ 䚸 㻵㻮㻭㻰 䝞 䝑 䝣 䜯䞊 ᒙ㻳㼆㻻㻛㻵㻮㻭㻰㻙㻹㼓㻻㻛㻸㻹㻻㻛㻯㼑㻻㻞䚸㻳㼐㻮㻯㻻 ㉸㟁ᑟᒙ 㻞䃛㼙䚸㻭㼓䝇䝟䝑䝍ᒙ 㻞㻜䃛㼙 䛷ᵓᡂ䛧䛯⮫⏺㟁ὶ 㻡㻜㻜䡚㻢㻜㻜㻭㻛㼏㼙㻙㼣䠄䠜㻣㻣㻷䚸㻜㼀䠅䛾⥺ᮦ䜢䝺䞊䝄䛻䜘䜚ᖜ 㻡㼙㼙 䛻ษ᩿䛧䚸䛭䛾ᚋ䚸㻝㻜䠈㻞㻜䠈㻟㻜䠈㻡㻜䠈㻝㻜㻜䃛㼙 䛾ཌ䜏䛷䠟䡑䝯䝑䜻䜢⾜䛺䛔䚸䠓䠓㻷䚸㻜䠰୰䛷 㻵㼏䚸䡊್䜢 ᐃ䛧䛯䚹䠎䠅䝁䜲䝹໬䠖ୖグᵓ㐀䛷 㻳㼐㻮㻯㻻 ㉸㟁ᑟᒙ 㻝㻚㻣䃛㼙䚸㻭㼓 䝇䝟䝑䝍ᒙ 㻝㻜䃛㼙䚸㻯㼡 䝯䝑䜻 㻟㻜䃛㼙 䛷⮫⏺㟁ὶ䛜 㻞㻞㻜䡚㻞㻢㻜㻭㻛㼏㼙㻙㼣䠄㻬㻣㻣㻷䚸㻜㼀䠅䛾㛗ᑻ 㻡㻜㼙 ⥺ᮦ䜢స〇䛧䚸ෆᚄ㻤㻜㼙㼙䚸እᚄ 㻝㻡㻟㼙㼙䚸㧗䛥 㻢㼙㼙䚸ᕳ䛝ᩘ 㻝㻟㻠 䝍䞊䞁䛾䝁䜲䝹䜢స〇䛧䚸㻣㻣㻷䚸㻜䠰୰䛷䛾 㻵㼏䚸䡊್䛾 ᐃ䜢⾜䛳䛯䚹ḟ䛻䚸㻳㻹 ෭෾ᶵ䛻䜘䜛ఏᑟ෭༷䛷 ᗘ 㻢㻜㻷 䛻䛶䝁䜲䝹䛾⇕ᭀ㉮㟁ὶ 㻵㼠㼞㼇㻝㼉䜢 ᐃ䛧䛯䚹䛣䛾㝿䚸㏻㟁㟁ὶ䜢୍ᐃ᫬㛫ಖᣢ䛧䛶䝁䜲䝹୧➃㟁ᅽ䛜ୖ᪼䛩䜛㟁ὶ䜢⇕ᭀ㉮㟁ὶ 㻵㼠㼞 䛸䛧䛯䚹㻟䠊⤖ᯝ㻦 㻲㼕㼓㻚㻝 䛻▷ᑻヨᩱ䜢⏝䛔䛶䠟䡑䝯䝑䜻ཌ䛸⮫⏺㟁ὶ䚸䡊್䜢᳨ウ䛧䛯⤖ᯝ䜢♧䛩䚹⥺ᮦ䛿 㻡㼙㼙 ᖜ䛷䛒䜛䛜䚸ᅗ䛻䛿 㻝㼏㼙 ᖜ᥮⟬䛾 㻵㼏 䜢♧䛩䚹䛔䛪䜜䜒䚸㻵㼏䚸䡊್䛻ከᑡ䛾ศᕸ䛜ぢ䜙䜜䜛䛜䚸䛔䛪䜜䛾ሙྜ䜒᫂☜䛺ຎ໬䛿ぢ䜙䜜䛺䛛䛳䛯䛾䛷䚸㻯㼡 䝯䝑䜻 㻟㻜䃛㼙 ཌ䛾 㻡㻜㼙 ⣭⥺ᮦ䛾ヨస䜢⾜䛺䛳䛯䚹䛣䛾 㻡㻜㼙 ⥺ᮦ䜢⏝䛔䛶䚸㻲㼕㼓㻞㻚䛾䜶䝫䜻䝅ྵᾐ䛧䛯䝅䞁䜾䝹䝟 䞁 䜿䞊 䜻 䝁 䜲 䝹 䜢స 〇 䛧 䛯䚹 㻣㻣㻷 䛷 䛾 ບ ☢ ヨ 㦂 䛷 䛿㻢㻥㻭㻔㻜㻚㻞㻢㼀㻕䜢ὶ䛩䛣䛸䛜䛷䛝䛯䛜䚸䛣䜜䛿䚸⥺ᮦ䛾 㻵㼏 㻙㻮 ≉ᛶ䛛䜙⟬ฟ䛧䛯⮬ᕫ☢ሙ䛻䜘䜛䝁䜲䝹 㻵㼏 䛾 㻢㻞㻭 䛻ᴫ䛽ྜ⮴䛧䛶䛔䛯䚹䜎䛯䚸䡊್䜒 㻟㻝 䛸⥺ᮦస〇᫬䛾್䜢⥔ᣢ䛧䛶䛔䛯䚹䛩䛺䜟䛱䚸ᕳ䛝⥺䚸ྵᾐ䛻䜘䜛ຎ໬䛜䛺䛔䛣䛸䛜䜟䛛䛳䛯䚹㻲㼕㼓㻟㻚䛻䛣䛾䝁䜲䝹䜢ఏᑟ෭༷䛻䜘䜚 㻢㻜㻷 䛻෭༷䛧䚸⇕ᭀ㉮ヨ㦂䜢⾜䛳䛯⤖ᯝ䜢♧䛩䚹䝁䜲䝹 㻵㼏 ㏆ഐ䛷ẁ㝵ⓗ䛻㏻㟁㟁ὶ䜢ቑຍ䛧䛶⾜䛝䚸䝁䜲䝹㟁ᅽ䛾᫬㛫ኚ໬䜢ほ 䛧䛯䚹⇕ᭀ㉮㟁ὶ௨ୗ䛷䛿䚸෭෾ᶵ෭༷䛻䜘䜚䝁䜲䝹䛿 㻢㻜㻷 䛻⥔ᣢ䛥䜜䛯䛜䚸㟁ὶ್ 㻝㻢㻝㻭 䛷䛿䚸䛣䛾㟁ὶ್䜢⥔ᣢ䛧䛯≧ែ䛷䜒䝁䜲䝹୧➃䛾㟁ᅽ䛜ቑ኱䛧䛶䛔䛝䚸 ᗘୖ᪼䛻䜘䜛⇕ᭀ㉮䜢☜ㄆ䛧䛯䚹䛣䛾᫬䛾䝁䜲䝹୧➃㟁ᅽ䛿 㻜㻚㻥㼙㼂 ㏆ഐ䛷䛒䜚䚸⥺ᮦ㛗䛷༢⣧䛻ᖹᆒ䛧䛯Ⓨ⏕㟁⏺䛿 㻜㻚㻝㻤䃛㼂㻛㼏㼙 䛷䛒䛳䛯䚹䛣䜜䛿䚸୍⯡ⓗ䛺⥺ᮦ䛾 㻵㼏 䛾 㻝䃛㼂㻛㼏㼙 䜘䜚䜒ᑠ䛥䛔್䛷䛒䜛䚹⌧ᅾ䚸䝁䜲䝹ෆ㒊䛾ヲ⣽䛺☢⏺ศᕸ䜢ィ⟬䛧䛴䛴䛒䜚䚸௒ᚋ䚸⥺ᮦ 㻵㼏
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Fig.2 GdBCO-coil with epoxy impregnation.
(inner diameter:80mm,outer diameter:153mm,hight:6mm)

.

Fig. 3 Thermal-runaway test by refrigerator cooling at 60Kཧ⪃ᩥ⊩: 1.K. Tasaki, et al.: “Thermal Stability ofConduction-cooled HTS Coils- Thermal Runaway Evaluation
Tests -” TEION KOGAKU 40(2005) p.404-411, p.412-419.

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p10Y 系応用基礎㪩㪼㪙㪚㪦 䊁䊷䊒✢᧚䈱⏛႐ㆤ⭁㩷㪤㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㪽㫀㪼㫃㪻㩷㫊㪿㫀㪼㫃㪻㫀㫅㪾㩷㪹㫐㩷㪩㪼㪙㪚㪦㩷㫋㪸㫇㪼㩷㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㫊㩷'B(=BhallíBex) [ T ]㩷᧻ᧄ㩷 ⌀ᴦ䇮ᧁศ㩷 ม䇮ౝ↰㩷 ౏㩿㪁㪀㩷 䋨‛᧚ᯏ᭴䋩㩷㪤㪘㪫㪪㪬㪤㪦㪫㪦㩷㪪㪿㫀㫅㫁㫀㪃㩷㪢㪠㪰㪦㪪㪟㪠㩷㪫㫊㫌㫂㪸㫊㪸㪃㩷㪬㪚㪟㪠㪛㪘㩷㪘㫂㫀㫉㪸㩿㪁㪀㩷㩿㪥㪠㪤㪪㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㫄㪸㫋㫊㫌㫄㫆㫋㫆㪅㫊㪿㫀㫅㫁㫀㪗㫅㫀㫄㫊㪅㪾㫆㪅㫁㫇㩷㩷╬䈱೑ὐ䈏䈅䉎䈏䇮ታ↪䈮䈲䇮䉋䉍ᄢ䈐䈭㕙Ⓧ䈱✢᧚䈪ᡆ䊋㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
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N=5 in the magnetic field of 11 T at 4.2 K; it was described as䋨㪝㪅㪮㪅㪙㪜㪣㪣㪄㪙㪟㪫㪐㪉㪈䋩䉕᜽䉂ㄟ䉖䈪⏛႐䋨Bhall 䋩䉕᷹ቯ䈚䈢a logarithmic function of time.
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Bex=0 T 4.2 K

1.9
0

10
Elapsed Time [ hour ]

20




Fig. 2 Time dependence of the trapped magnetic field on thebundle stacked of 60 Zr:ReBCO tape conductors at 4.2 K; it
was described as a logarithmic function of time. The bundle
was cooled down to 4.2 K in the magnetic field of 11 T.

㧖⃻࿷ߩᚲዻ㧦0'56#ෳ⠨ᢥ₂
1. S. Matsumoto et al.: Abstracts of CSJ Conference, Vol. 79(2008) p.211
2. S. B. Kim et al.: Abstracts of CSJ Conference, Vol. 80(2009) p.20

― 155 ―

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p11

コイル応用

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p12コイル応用

液体窒素温度で動作する
Bi-2223液体窒素温度で動作する
Bi-2223超電導マグネットの高性能化の検討
超電導マグネットの高性能化の検討

Investigation of high eﬃciency Bi-2223 superconducting magnet working at liquid nitrogen temperature

Investigation of high efﬁciency Bi-2223 superconducting magnet working at liquid nitrogen temperature
中村 遼太, 木内 勝, 小田部 荘司, 松下 照男 (九工大);
林 敏広, 藤野 剛三 (住友電工); 倪宝栄 (福工大);
NAKAMURA Ryouta, KIUCHI Masaru, OTABE Edmund Soji,
MATSUSHITA Teruo (Kyushu Inst. of Tech.);
HAYASHI Toshihiro, FUJINO Kousou(Sumitomo Electric Industries);
NI Baorong (Fukuoka Inst. of Tech.);E-mail : nakamura@aquarius10.cse.kyutech.ac.jp

1.

はじめに
ii 鉄フランジ突起突起の位置や厚さを変えることによるメリット
Bi-2223 超電導体は，液体窒素温度での応用が可能は見られなかった。突起の長さが 3–5 mm までのとされる高温超電導体の１つで，機械的に長尺線材の間で中心最大磁界が向上しており，5 mm の時最製造が可能であり，現在では 2 km 級のテープ線材のも大きい中心最大磁界を得られた。突起を二つに製造も可能となっている。また，線材の製造法である
した時もほぼ変わらない結果だったが，鉄フラン
PIT(Powder In Tube) 法や，その焼結プロセスである
ジ突起により上下鉄フランジを連結した時中心最CT-OP(Controlled-Over Pressure) 法も最適化が進み，大磁界が向上した。そこで Fig. 1 ii の様に上下鉄線材の特性も向上している。
フランジを後方突起によって連結し，厚さを変えBi-2223 には大きな磁界角異方性があり，Bi-2223
たが，厚さによる大きな変化は見られなかった。
テープ線材にかかる磁界方向によって性能が大きく異なる。Bi-2223 テープ線材に対して垂直方向の磁界
iii 超電導コイル
により臨界電流が決定すると中心最大磁界が大きく低上下鉄フランジを Fig. 1 の base model よりも下する。これまでの研究で超電導マグネットの両端に大きくし，コイルの巻き数を増やしたところ中心
鉄フランジを設置することでテープ線材にかかる磁界
最大磁界が大きく向上した。コイル間の距離を離の垂直成分を減らし，中心最大磁界を 0.78 T まで向した場合，中心最大磁界が減少するが，均一度は上させることに成功した [1]。作成したモデルの概形を上昇した。
Fig. 1 に示す。図中の概形はコイルの断面の半分を表している。
iv 鉄プレート配置
本研究では超電導マグネットの更なる性能の向上を
コイル内壁に鉄プレートを配置した場合，Bi目指し，Fig. 1 の base model を基本として，スクリプ
2223 テープ線材に対して垂直成分の磁界が大きトを用いる事で上下鉄フランジの厚さや，超電導コイ
くなり，中心最大磁界が減少する。中心付近に鉄
ルの巻き数などの様々なパラメータを変更した数多くプレートを配置した場合は均一度が大きく下がるのモデルを作成する事を可能とした。それらの結果かが，中心最大磁界が向上した。コイル間の距離をら Bi-2223 テープ線材にかかる磁束密度や中心最大磁大きくした時に Fig. 1 iv の様に，コイル間に鉄プ
界の推移などを調べ，超電導マグネットの性能の最適レートを配置すると，磁界の平行成分が大きくな化を狙う。
り，中心最大磁界が向上した。またコイルの巻き数に対して最適な鉄プレートの厚さが見られた。
2. 数値解析
以上のような検討を行い，コイルの巻き数は 527 巻
今回は以下の様なパラメータを変更し有限要素法
き，ボア径は 54 mm，フランジ径は 742 mm の時，約(FEM) による数値解析を行った。いくつかのモデルは 1.5 T の中心最大磁界を得られることがわかった。鉄Fig. 1 に概形を示している。
フランジ突起の最適値や，フランジの形状を大きくしコイルの巻き数を増やすことにより，更なる改良の見通しを得ることが出来た。

• i 上下鉄フランジ• ii 鉄フランジ突起• iii 超電導コイル• iv 超電導マグネット内に鉄プレート配置

base model γ

δ

ε

ζ

中心最大磁界以外にも，Bi-2223 テープ線材にかかる平行，垂直成分の磁束密度，超電導マグネットの臨界電流，均一度を計算し，超電導マグネットの特性評
価を行うことで最適値を求める。

3. 結果及び検討
i 上下鉄フランジ
上下鉄フランジの厚さを大きくすればするほど，微量ではあるが中心最大磁界は大きくなっていた。内径を小さくすると，均一度の上昇が著しい。中心最大磁界は，内径が 10 mm になった時にピークがみられた。外径を小さくすればするほど中心最大磁界は低下し，超電導コイルよりも小さくなった時，著しい低下を見せた。

Fig. 1: Cross section of coil
4. 参考文献[1] E.S. Otabe, et al.:ence, 80 (2009) 100.

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第82回

Abstracts of CSJ Confer2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p13

コイル応用㊀☸ሶ✢䈏䉖ᴦ≮↪࿁ォ䉧䊮䊃䊥䊷䈱䈢䉄䈱⿥વዉ䊙䉫䊈䉾䊃䈱⏛႐⸳⸘㩷㪤㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㪻㪼㫊㫀㪾㫅㩷㫆㪽㩷㫊㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫀㫅㪾㩷㫄㪸㪾㫅㪼㫋㫊㩷㪽㫆㫉㩷㪸㩷㫉㫆㫋㪸㫋㫀㫅㪾㩷㪾㪸㫅㫋㫉㫐㩷㫀㫅㩷㪿㪼㪸㫍㫐㩷㫇㪸㫉㫋㫀㪺㫃㪼㩷㫉㪸㪻㫀㫆㫋㪿㪼㫉㪸㫇㫐㩷㩷የ⧎㩷 ືᶈ䋨㪥㪠㪝㪪䋩䋻⩆ᵤ㩷 ㅘ䋨㪢㪜㪢䋩㩷䌏䌂䌁䌎䌁㩷 㪫㪼㫋㫊㫌㪿㫀㫉㫆㩷㩿㪥㪠㪝㪪㪀㪒㩷㪦㪞㪠㪫㪪㪬㩷㪫㫆㫉㫌㩷㩿㪢㪜㪢㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㫆㪹㪸㫅㪸㪅㫋㪼㫋㫊㫌㪿㫀㫉㫆㪗㪣㪟㪛㪅㫅㫀㪽㫊㪅㪸㪺㪅㫁㫇㩷㩷㩷㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷㩷
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1.5 T䉏䇮ⵝ⟎䈱⋥ᓘ䈏⚂ 㪈㪇㩷 㫄䇮✚㊀㊂䈏⚂ 㪈㪇㪇 䊃䊮䈱ⷙᮨ䈫䈭䈦at the coil center& 3T䈩䈇䉎䇯੹ᓟ㐿⊒䈏ᦼᓙ䈘䉏䈩䈇䉎㊀☸ሶ✢↪࿁ォ䉧䊮䊃䊥
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Bending angle
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Wire
diameter
0.9 mmൻ䉕⋡ᜰ䈜䈢䉄䈮䇮㊀☸ሶ✢↪࿁ォ䉧䊮䊃䊥䊷䈮ⵝ஻䈜䉎⿥
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第82回

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YONEKURA Kenji, FUJIYOSHI Takanori, SUEYOSHI Tetsuro (Kumamoto Univ.);
DOI Toshiya, NISHIKAWA Takafumi (Kagoshima Univ.)
E-mail: kenji@st.cs.kumamoto-u.ac.jp
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108

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220°C
220°C
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230°C

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250nm
250nm
270nm
270nm

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3.0×10-7Pa એਅ
3.0×10-7Pa એਅ
5.0×10-7Pa
2.0×10-7Pa

30

60

T [deg.]90

120

Fig.2 Angular dependence of critical current density normalized

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Al-T16
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29.6K
35.8K
32.4K

ෳ⠨ᢥ₂
[1] M. Okuzono, et al.: Appl. Supercond. 15 (2005) 3253.
[2] H. Kitaguchi, et al.: Appl. Phys. Lett. 85 (2004) 2842.
[3] M. Haruta, et al.: Supercond. Sci. Technol.18 (2005) 1460.

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TANIGAWA Jun-ya, KIUCHI Masaru, OTABE Edmund Soji, MATSUSHITA Teruo(KyushuInst.of Tech.);KAWAGOE Akifumi, KAWABATA Shuma, SUMIYOSHI Fumio (Kagoshima Univ.)
YANAGI Nagato, MITO Toshiyuki (NIFS); TAKAHASHI Masaya, WAKUDA Tsuyoshi (Hitachi, Ltd.)E-mail : tanigawa@aquarius10.ces.kyutech.ac.jp㪈㪅ߢ޽ࠆߎߣ߆ࠄ‫ޔ‬࿶ᑧߦࠃߞߡ⚿᥏ߩ㈩ะ߇ዋߒߘࠈߞߚ

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20

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Tape2 EO
Tape2 FOWire⋥ᓘ 0.8 mm ߩ MgB㧞ߩਣ✢᧚ߣߘࠇࠍ࠹࡯ࡊ⁁ߦ࿶ᑧߒߚ✢᧚ߢታ㛎ࠍⴕߞߚ‫ޕ‬ฦ⹜ᢱߩࡈࠖ࡜ࡔࡦ࠻ࠨࠗ࠭
Bc2 [T]ߪ Table㧝ߦ␜ߔ‫ޕ‬࿶ᑧߦࠃࠆ Tc ഠൻߪߥߊ‫⹜ߩߤޔ‬ᢱ
߽ 36.9 K ߛߞߚ‫ޔ߅ߥޕ‬Tape2‫ޔ‬Tape4 ߩ⹜ᢱో૕ࠕࠬ
ࡍࠢ࠻Ყߪߘࠇߙࠇ 2 ߣ 4 ߢ޽ࠆ‫ࡊ࡯࠹ޕ‬㕙ߦኻߒߡᐔ

10ⴕᣇะߦ⏛⇇ࠍශടߒߚߣ߈ࠍ EO‫⋥ုޔ‬ᣇะߦ⏛⇇ࠍශടߒߚߣ߈ࠍ FO ߣߒߡ޿ࠆ‫߅ߥޕ‬ਣ✢᧚ߩ႐วߪ‫ޔ‬㔚ᵹᣇะߦኻߒߡု⋥ߦ⏛⇇ࠍශടߒߚ‫ޕ‬᷹ቯߪ SQUID ⏛00ജ⸘ࠍ↪޿ߚ⋥ᵹ⏛ൻᴺߢ Jc-B ․ᕈࠍ‫⏛ޔ‬ൻ✭๺₸᷹ቯ߆ࠄ E-J ․ᕈࠍ⹏ଔߒߚ‫⋥ޔߚ߹ޕ‬ᵹ྾┵ሶᴺߢ Bc2 - T ․

10

20
T [K]

10

Table 1 : Size of superconducting filament in eachI0.8
Tape4 EO
Tape4 FO
Tape2 EO
Tape2 FO
Wire

10

specimen
Aspect ratio

WireǾ0.415-Tape2

0.6160.265

2.32

Tape4

1.1620.126

9.22

4.2 K

2

Jc [A/m ]filament size [mm]40Fig. 1. Bc2-T properties.

ᕈࠍ⹏ଔߒߚ‫ޕ‬

speciment30㪊㪅㩷 ⚿ᨐ෸䈶ᬌ⸛㩷

10

25 K

10

Fig.1 ߦ B c2 - T ․ᕈࠍ␜ߔ‫✢⋥ޕ‬ㇱಽࠍ᷷ᐲ T= 0 Kࠆߎߣߢᱡߺ߇↢ߓ‫ࠬࡦ࡟࡯ࡅࠦޔ‬㐳Ƕ߇⍴ߊߥߞߚߚ߼
ߣ⠨߃ࠄࠇࠆ‫ ޔߦࠄߐޕ‬FO ࠃࠅ߽ EO ߩᣇ߇ Bc2 ߇㜞

6

0

2

4
B [T]

6

Fig. 2. Jc-B properties at 4.2K and 25K.

߹ߢᄖᝌߒߡ⹏ଔߒߚ Bc2(0)ߩ୯ࠍ Tabel 2 ߦ␜ߔ‫ޕ‬࿶ᑧߔࠆߎߣߢ B c2(0)߇Ⴧടߒߡ޿ࠆߎߣ߇ಽ߆ࠆ‫ޕ‬࿶ᑧߔ

8ෳ⠨ᢥ₂㩷 㩷[1] ⧯ᨋࠄ㧦╙ 80 ࿁ૐ᷷Ꮏቇ࡮⿥㔚ዉቇળ੍Ⓜ㓸

޿ߎߣ߇ಽ߆ࠆ‫ޔߪࠇߎޕ‬MgB2 ߩන⚿᥏ߩ⇣ᣇᕈ߇ 3~4― 160 ―

2009 ᐕ 㧟B-a06

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p16

バルク (1)㪛㫐㪙㪚㪦 ♽⿥વዉ䊋䊦䉪䈱૞⵾䈫⟎឵ലᨐ㩷㪚㫉㫐㫊㫋㪸㫃㩷㪾㫉㫆㫎㫋㪿㩷㪸㫅㪻㩷㫊㫌㪹㫊㫋㫀㫋㫌㫋㫀㫆㫅㩷㪼㪽㪽㪼㪺㫋㩷㫆㪽㩷㪛㫐㪙㪚㪦㩷㪹㫌㫃㫂㩷㫊㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㩷㩷⩵ᳰᐽᤩ䇮ౝ⮮ᥓਯ䇮⮮ઍඳਯ䋨ጤᚻᄢ䋩㩷㪢㪠㪢㪬㪚㪟㪠㩷㪰㪸㫊㫌㪸㫂㫀㪃㩷㪥㪘㪠㪫㪦㩷㪫㫆㫄㫆㫐㫌㫂㫀㪃㩷㪝㪬㪡㪠㪪㪟㪠㪩㪦㩷㪟㫀㫉㫆㫐㫌㫂㫀㩷㩿㪠㫎㪸㫋㪼㩷㪬㫅㫀㫍㪅㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㫐㪅㫂㪅㪺㪿㪸㫅㪾㪼㫄㫐㫊㪼㫃㪽㪗㪿㫆㫋㫄㪸㫀㫃㪅㪺㫆㪅㫁㫇㩷㩷㪈㪅䈲䈛䉄䈮㩷
REBaCuO(REBCO)⿥વዉ䊋䊦䉪䈱⥃⇇㔚ᵹኒᐲ Jc ะ

0.003, 0.005, 0.01] ὾⚿૕䈲 Dy2O3䇮BaCO3䇮CuO 䈍䉋䈶䇮
La2O3(෶䈲 Pr6O11, Gd2O3)䉕⒊㊂䊶ᷙว䈚 900㷄䈪 24h 䈱઒૕䈲 Dy2O3䇮BaCO3䇮䈍䉋䈶 CuO 䉕⒊㊂䊶ᷙว䈚 800㷄䈪
24h 䈱઒὾䉕 6 ࿁ⴕ䈦䈢ᓟ䇮820㷄䈪ᧄ὾䈐䉕ⴕ䈇૞⵾䈚䈢䇯

(b)

B(T)

὾䇮940㷄䈪 24h 䈱ᧄ὾䉕ⴕ䈇૞⵾䈚䈢䇯Dy2BaCuO5 ὾⚿(Dy1-xREx)Ba2Cu3O7-ǅ 䈫 Dy2BaCuO5 ὾⚿૕䉕䊝䊦Ყ 10:3
䈪↪ᗧ䈚䇮䈖䉏䈮 0.5wt%䈱 CeO2䇮10wt%䈱 Ag2O 䉕ട䈋䈢ᷙว☳䉕⋥ᓘ 20mm䇮ෘ䈘 10mm 䈱䊕䊧䉾䊃⁁䈮ട࿶䊶ᚑᒻ

0.45
0.40
(Dy , Pr) BCO
0.35
0.30 (Pr=1%)
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-0.05
-10
-5
0
XA
5
x is

Bmax = 0.26 T

0.45
0.40 (Dy , Gd) BCO
0.35
0.30 (Gd=1%)
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-0.05
-10
-5
0
XA
5
x is

Bmax = 0.31 T

ᦨೋ 1030㷄䉁䈪ടᾲ䈚䈩 2h ଻ᜬ䈚䈢ᓟ䇮൮᥏᷷ᐲ䉁䈪ᕆ಄
B(T)䈚䇮䈠䈖䈎䉌 0.5㷄/h 䈪ᓢ಄䈚䈩⚿᥏ᚑ㐳䉕ⴕ䈦䈢䇯䈠䈱ᓟᓧ(c)ሶ䉕૶↪䈚䈩᷹ቯ䈚䈢䇯㪊㪅⚿ᨐ䈫⠨ኤ㩷
Fig.1(a)䋭1(d) 䈮ฦ (Dy1-xREx)BCO 䊋䊦䉪䈱᝝ᝒ⏛႐ಽᏓ䉕␜䈜䇯䈇䈝䉏䉅䉮䊷䊮ဳ䈮䈭䈦䈩䈍䉍⢒ᚑ䈘䉏䈢䊋䊦䉪䈏䉲䊮䉫䊦䊄䊜䉟䊮䈪䈅䉎䈖䈫䉕␜䈚䈩䈇䉎䇯ᦨᄢ᝝ᝒ⏛႐䈲䇮
䈲 0.263 T䇮Gd1%⟎឵䈲 0.310 T 䈪䈅䈦䈢䇯ή⟎឵䊋䊦䉪䈮(d)Tc 䈫 Jc 䉕᷹ቯਛ䈪䈅䉎䇯⻠Ṷ䈪䈲䈠䉏䉌䈱⚿ᨐ䈫૬䈞䈩ႎ๔䈜䉎੍ቯ䈪䈅䉎䇯
ෳ⠨ᢥ₂㩷
[1]Y. X. Zhou et al., Supercond. Sci. Technol. 19 (2006) S556
[2]Y. Ishii et al., Physica C 460䋭462 (2007) 1345䋭1346

B(T)ή⟎឵䊋䊦䉪䈲 0.473 T䇮La1%⟎឵䈲 0.435 T䇮Pr1%⟎឵Ყ䈼䈩⟎឵䊋䊦䉪䈱ᦨᄢ᝝ᝒ⏛႐䈏ૐ䈇⚿ᨐ䈫䈭䈦䈢䇯⃻࿷䇮isBmax = 0.43 T૞⵾䈚䈢䇯⒳⚿᥏䈮䈲എ㐿䈚䈢 NdBCO 䊋䊦䉪䉕૶↪䈚䈢䇯ಽᏓ䈲䇮2T 䈱⏛႐ਛ಄ළ䈮䉋䉍⌕⏛䈚䊋䊦䉪⴫㕙䉕 Hall ⚛

Ax

0.45
0.40
(Dy , La) BCO
0.35(La=1%)
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-0.05
-10
-5
0
XA
5
x is

䈚೨㚟૕䈫䈚䈢䇯䊋䊦䉪⹜ᢱ䈲 cold seeding 䈮䉋䉎ṁⲢᴺ䈪

䉌䉏䈢䊋䊦䉪䉕 400㷄䈪 1 ㅳ㑆㉄⚛䉝䊆䊷䊦䈚䈢䇯᝝ᝒ⏛႐

10

-5
-10

10

-5
-10

5

0
10

-5
-10

0
10

10

5

0

10

is

(Dy1-xREx)Ba2Cu3O7-ǅ (RE=La, Pr, 䈍䉋䈶 Gd) [x=0,

5

-5
-10

5

10

is

㪉㪅ታ㛎ᣇᴺ㩷Y․ᕈ䈱ะ਄䈮䈧䈇䈩ᬌ⸛䈚䈢䇯

10

5

0

is

䊦䉪䈮 La, Pr, 䈍䉋䈶 Gd 䉟䉥䊮䉕ᓸ㊂⟎឵䈚䇮䈠䈱䊏䊮ᱛ䉄

Ax

(a)

Y

↪䈏ᦼᓙ䈘䉏䉎 DyBCO 䊋䊦䉪䈮⌕⋡䈚䈢䇯੹࿁䇮DyBCO 䊋Ax

䈲 YBCO 䊋䊦䉪䈮Ყ䈼䈩ᾲવዉ䈏ૐ䈒䇮㔚ᵹ䊥䊷䊄䈭䈬䈪ᔕ

B(T)䈖䈫䈪 Jc(B)․ᕈ䈏ะ਄䈜䉎䈖䈫䈏ႎ๔䈘䉏䈩䈇䉎[1,2]䇯ᚒ䇱

Bmax = 0.47 TY䉇 Ni䇮䉁䈢䈲 CuO ㎮䈱 Cu 䉕 Ga 䉇 Co 䈪ᓸ㊂䈱⟎឵䉕ⴕ䈉

0.45
0.40
DyBCO
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-0.05
-10
-5
0
XA
x is

Ax

䈏䈅䉎䇯଀䈋䈳䇮YBCO 䊋䊦䉪䈮䈍䈇䈩 CuO2 㕙䈱 Cu 䉕 Zn

Y਄䈱ᚻᲑ䈱৻䈧䈫䈚䈩䇮ర⚛⟎឵䈮䉋䉎䊏䊮ᱛ䉄ਛᔃ䈱ዉ౉

Fig.1 : Trapped magnetic field distribution at 77K of
DyBCO and (Dy0.99RE0.01) BCO (RE=La, Pr, and Gd)bulks.

― 161 ―

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p17バルク (1)㪰 ♽䊋䊦䉪⿥વዉ૕䉕↪䈇䈢Ṷ␜ታ㛎↪⏛᳇ᶋ਄ⵝ⟎䈱⵾૞㩷㪝㪸㪹㫉㫀㪺㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫆㪽㩷㪸㩷㫄㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㫃㪼㫍㫀㫋㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫊㫐㫊㫋㪼㫄㩷㫌㫊㫀㫅㪾㩷㪰㪙㪚㪦㩷㪹㫌㫃㫂㩷㫊㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㫊㩷㪽㫆㫉㩷㪻㪼㫄㫆㫅㫊㫋㫉㪸㫋㫀㫍㪼㩷㫇㫉㪼㫊㪼㫅㫋㪸㫋㫀㫆㫅㩷㩷ේ↰㩷 ℰ⾆㪃㩷 ේ↰㩷 ⋥ᐘ㪃㩷 ጟ↰㩷 ⑲Ꮧ㪃㩷 ፒጊ㩷 ᥓม㩿ጊญᄢ㪀㪒㩷 ዊ↰ㇱ㩷 ⨿ม㩿਻Ꮏᄢ㪀㩷㪟㪘㪩㪘㪛㪘㩷㪤㫀㫑㫌㫂㫀䋬㪟㪘㪩㪘㪛㪘㩷㪥㪸㫆㫐㫌㫂㫀㪃㩷㪦㪢㪘㪛㪘㩷㪟㫀㪻㪼㫂㫀㪃㩷㪪㪘㪢㪠㪰㪘㪤㪘㩷㪪㪸㫋㫆㫊㪿㫀㩷㩿㪰㪸㫄㪸㪾㫌㪺㪿㫀㩷㪬㫅㫀㫍㪼㫉㫊㫀㫋㫐㪀㪒㩷㪦㪫㪘㪙㪜㩷㪜㪻㫄㫌㫅㪻㩷㪪㫆㫁㫀㩷 㩿㪢㫐㫌㫊㪿㫌㩷㪠㫅㫊㫋㫀㫋㫌㫋㪼㩷㫆㪽㩷㪫㪼㪺㪿㫅㫆㫃㫆㪾㫐㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㫇㪇㪋㪇㫍㫁㪗㫐㪸㫄㪸㪾㫌㪺㪿㫀㪄㫌㪅㪸㪺㪅㫁㫇㩷㩷㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
㪉㪅㩷㪿㫋㫋㫇㪑㪆㪆㫎㫎㫎㪅㫂㪸㪾㪸㫂㫌㪄㫀㫊㪿㫀㫅㪅㫆㫉㪾㪆㩷㪊㪅㩷 ፒጊᥓมઁ㪑↥ቇㅪ៤ቇળ╙ 㪎 ࿁ᄢળ⻠Ṷ੍Ⓜ㓸㪃㩷
ጊญᄢቇᎿቇㇱ䈪䈲䇮䇸䉅䈱䈨䈒䉍䇹䇮䇸ഃㅧᕈ⢒ᚑ䇹䇮䇸䊂䉱㩿㪉㪇㪇㪐㪀㩷㫇㪅㪈㪌㪌㩷䉟䊮䇹䉕ㅪ៤䈘䈞䈢䇸䉅䈱䈨䈒䉍ഃᚑᢎ⢒䇹䉕ⴕ䈉䈖䈫䉕⋡⊛䈫䈚䇮ᐔᚑ 㪈㪌 ᐕ䈮䇸Ꮏቇㇱ㒝ዻ䉅䈱䈨䈒䉍ഃᚑ䉶䊮䉺䊷䇹䉕⊒⿷䈘䈞䈢䇯䈠䈱ᓟ䇮ᐔᚑ 㪈㪎䌾㪈㪐 ᐕᐲᢥㇱ⑼ቇ⋭․೎ᢎ⢒⎇ⓥ⚻⾌䇸ㅧᒻ䉅䈱䈨䈒䉍ᢎ⢒⛽ᣂ䊒䊨䉳䉢䉪䊃䇹䈮䉋䉍䇮ቇ↢䈮ኻ䈜䉎䉅䈱䈨䈒䉍ഃᚑᢎ⢒䊒䊨䉫䊤䊛䈱㐿⊒䊶ታ〣䈍䉋䈶䈠䈱䈢䉄䈱Ⅳ
Ⴚᢛ஻䉕ⴕ䈦䈩䈐䈢䇯㪈㪀䉁䈢䇮ᐔᚑ 㪉㪇 ᐕᐲ䈎䉌ጊญ⋵ౝ䈱↥ቇ౏᳃䈱ฦᯏ㑐䈫දജ䈚䈩䇸㐳Ꮊ⑼ᭉ⛽ᣂ䊒䊨䉳䉢䉪䊃䇹㪉㪃㪊㪀䈮ข䉍⚵䉖䈪䈇䉎䇯䈖䈱ข䉍⚵䉂䈱ਛ䈪Ṷ␜ታ㛎䈱䋱䈧䈫䈚䈩䊋䊦䉪⿥વዉ૕䉕↪䈇䈢⏛᳇ᶋ਄䉕ข䉍਄䈕䈢䇯ᧄႎ๔䈪䈲䇮㩷䈖䈱ⵝ⟎䈱⵾૞䈫Ṷ␜ታ㛎䈮䈧䈇䈩ㅀ䈼䉎䇯㩷㪝㫀㪾㪅㪈㩷㪪㪺㪿㪼㫄㪸㫋㫀㪺㩷㫀㫃㫃㫌㫊㫋㫉㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫆㪽㩷㫄㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㫃㪼㫍㫀㫋㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫊㫐㫊㫋㪼㫄㪅㩷㩷㩷㪉䋮㐳Ꮊ⑼ᭉ⛽ᣂ䊒䊨䉳䉢䉪䊃㩷䇸㐳Ꮊ⑼ᭉ⛽ᣂ䊒䊨䉳䉢䉪䊃䇹䈲ጊญᄢቇ䈏ਛᔃ䈫䈭䉍ෳടᯏ㑐䈫දജ䈚䈩䇮ዊਛቇ↢䈮⑼ቇᛛⴚ䈱ᭉ䈚䉂䉕વ䈋䇮⑼ቇ
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㩷

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㪝㫀㪾㪅㪋㩷㪤㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㫃㪼㫍㫀㫋㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫊㫐㫊㫋㪼㫄㪅
第82回

㩷

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p18

核融合 (1)ਛᕈሶ࿁᛬䉕↪䈇䈢 㪠㪫㪜㪩㩷㪫㪝 ዉ૕䈱ౝㇱᱡ᷹ቯ㩷㪥㪼㫌㫋㫉㫆㫅㩷㪻㫀㪽㪽㫉㪸㪺㫋㫀㫆㫅㩷㫄㪼㪸㫊㫌㫉㪼㫄㪼㫅㫋㩷㫆㪽㩷㫀㫅㫋㪼㫉㫅㪸㫃㩷㫊㫋㫉㪸㫀㫅㩷㫀㫅㩷㫋㪿㪼㩷㪠㪫㪜㪩㩷㪫㪝㩷㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㩷― 163 ―

㩷

Nb3Sn (200)Nb (110)
Nb3Sn (210)

Nb3Sn (211)㩷JFe(111)Cu (111)

JFe(200)
Cu (200)

Nb3Sn (400)
Nb3Sn (321)
Nb3Sn (320)
Nb3Sn (222)

JFe(220)
Cu (220)

Intensity (a.u.)

Ration of Intensity to Cu (111) (%)

㩷ㄝ⷗㩷 ദ䋬㩷 䊊䊦䊣㩷 䉴䊁䊐䉜䊇䉴㪃㩷 ᧻੗㩷 ㇌ᶈ㪃㩷 ዊᴰ㩷 ᓼẖ㪃㩷 Ꮣ⼱㩷 ཅᒾ㪃㩷 㜞ᯅ㩷 ⦟๺㪃㩷 ਛ᎑㩷 ⑲ᄦ㪃㩷 દ⮮㩷 ፏ⧐㪃㩷 ⋧Ỉ㩷 ৻਽㪃㩷 㩷㋈ᧁ㩷 ⵨჻䋨ේሶജᯏ᭴䋩䋻㩷 ↸ደ㩷 ୃᄥ㇢䋨ᄢหᄢቇ䋩㪒㩷 ࿯ደ㩷 ૫ೣ䋨㪥㪠㪤㪪䋩㪒㩷 㐳᧛㩷 శㅧ䋨ᔕ↪⑼⎇䋩㩷㪟㪜㪤㪤㪠㩷㪫㫊㫌㫋㫆㫄㫌䋬㩷 㪟㪘㪩㪡㪦㩷㪪㫋㪼㪽㪸㫅㫌㫊㪃㩷㪤㪘㪫㪪㪬㪠㩷㪢㫌㫅㫀㪿㫀㫉㫆㪃㩷㪢㪦㪠㪱㪬㪤㪬㩷㪥㫆㫉㫀㫂㫀㫐㫆㪃㩷㪥㪬㪥㪦㪰㪘㩷㪰㫆㫊㪿㫀㪿㫀㫂㫆㪃㩷㪫㪘㪢㪘㪟㪘㪪㪟㪠㩷㪰㫆㫊㪿㫀㫂㪸㫑㫌㪃㩷㪥㪘㪢㪘㪡㪠㪤㪘㩷㪟㫀㪻㪼㫆㪃㩷㪠㪫㪦㩷㪫㪸㫂㪸㫐㫆㫊㪿㫀㪃㩷㪘㪠㪱㪘㪮㪘㩷㪢㪸㫑㫌㫐㪸㪃㩷㪪㪬㪱㪬㪢㪠㩷㪟㫀㫉㫆㫊㪿㫀㩷㩿㪡㪘㪜㪘㪀㪒㩷㪤㪘㪚㪟㪠㪰㪘㩷㪪㪿㫌㫋㪸㫉㫆㩷㩿㪛㪸㫀㪻㫆㩷㪬㫅㫀㫍㪅㪀㪒㩷 㩷㪫㪪㪬㪚㪟㪠㪰㪘㩷㪰㫆㫊㪿㫀㫅㫆㫉㫀㩷㩿㪥㪠㪤㪪㪀㪒㩷㪦㪪㪘㪤㪬㪩㪘㩷㪢㫆㫑㫆㩷㩿㪩㪠㪘㪪㪀㪒㩷 㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㪿㪼㫄㫄㫀㪅㫋㫊㫌㫋㫆㫄㫌㪗㫁㪸㪼㪸㪅㪾㫆㪅㫁㫇㩷㩷ෳ⠨ᢥ₂㩷㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p19

核融合 (1)㪡㪫㪄㪍㪇㪪㪘 䈱㜞ㅦ૏⟎೙ᓮ䉮䉟䊦䈱᭎ᔨ⸳⸘㩷㪘㩷㪺㫆㫅㪺㪼㫇㫋㫌㪸㫃㩷㪻㪼㫊㫀㪾㫅㩷㫆㪽㩷㫋㪿㪼㩷㪝㪸㫊㫋㩷㪧㫃㪸㫊㫄㪸㩷㪧㫆㫊㫀㫋㫀㫆㫅㩷㪚㫆㫅㫋㫉㫆㫃㩷㪚㫆㫀㫃㫊㩷㪽㫆㫉㩷㪡㪫㪄㪍㪇㪪㪘㩷㩷ᷜᎹ㩷 ୃੑ䋬ศ↰㩷 ᷡ䋨ේሶജᯏ᭴䋩㩷㪘㪪㪘㪢㪘㪮㪘㩷㪪㪿㫌㫁㫀䋬㪰㪦㪪㪟㪠㪛㪘㩷㪢㫀㫐㫆㫊㪿㫀㩷㩿㪡㪘㪜㪘㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㪸㫊㪸㫂㪸㫎㪸㪅㫊㪿㫌㫁㫀㪗㫁㪸㪼㪸㪅㪾㫆㪅㫁㫇㩷㩷䉨䉲䊑䊦᧼䈫䉅 㪘㪪㪤㪜 䈮Ḱ᜚䈚䈢ⷙᩰ䉕ḩ䈢䈜㪲㪋㪴䇯ኻ⒓ᕈ䉕㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p20

核融合 (1)䊓䊥䉥䊃䊨䊮Ἱ㪝㪝㪟㪩䈮䈍䈔䉎ᾲᵹ᧤ૐᷫ䈱䈢䉄䈱㩷㜞᷷⿥વዉ䊓䊥䉦䊦䊶䉻䉟䊋䊷䉺䉮䉟䊦䈱ᬌ⸛㩷㪟㫀㪾㪿㪄㪫㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㪪㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫀㫅㪾㩷㪟㪼㫃㫀㪺㪸㫃㩷㪛㫀㫍㪼㫉㫋㫆㫉㩷㪚㫆㫀㫃㫊㩷㪽㫆㫉㩷㪟㪼㪸㫋㩷㪝㫃㫌㫏㩷㪩㪼㪻㫌㪺㫋㫀㫆㫅㩷㫀㫅㩷㪝㪝㪟㪩㩷ᩉ㩷 㐳㐷䋬㩷 ਃᚭ೑ⴕ䋬㩷 ᓟ⮮ᜏ਽䋬㩷 ↰ਛᾖ਽䋬㩷 ੹Ꮉା૞䋬㩷 ⋧⦟᣿↵㩷 㩿NIFS㪀㩷YANAGI Nagato, MITO Toshiyuki, GOTO Takuya, TANAKA Teruya, IMAGAWA Shinsaku, SAGARA Akio (NIFS)
E-mail: yanagi@LHD.nifs.ac.jp䋱䋮 ⎇ⓥ䈱⢛᥊㩷ᄢဳ䊓䊥䉦䊦ⵝ⟎ 㪣㪟㪛 䈮䈍䈔䉎ఝ䉏䈢䊒䊤䉵䊙㐽䈛䈖䉄ታ㛎䈱ㅴዷ䉕ฃ䈔䈩䇮䊓䊥䉦䊦䋨䊓䊥䉥䊃䊨䊮䋩ဳᩭⲢว䉣䊈䊦䉩䊷Ἱ䋨FFHR䋩䈱⸳⸘䈏‛ℂ䈍䉋䈶Ꮏቇ䈱ਔ㕙䈎䉌㍈ᗧㅴ䉄䉌䉏䈩䈇䉎 [1]‫ޕ‬䈖䈱ⵝ⟎䈱Ꮒᄢ䈭⿥વዉ䊓䊥䉦䊦䉮䉟䊦䈪䈲䇮⚻㛎⏛႐ 13 T એ਄䈮䈍䈇䈩㔚ᵹ୯ 100 kA 䈱ዉ૕䈏ⷐ᳞䈘䉏䉎䈏䇮䈖䉏䈮㜞᷷⿥વዉ䋨HTS䋩✢᧚䉕ㆡ↪䈜䉎น⢻ᕈ䈮䈧䈇䈩䉅వ㚟⊛䈭ᬌ⸛䉕ⴕ䈦䈩䈇䉎[2]䇯੹࿁䇮䊜䉟䊮䈱䊓䊥䉦䊦䉮䉟䊦䈱㓞䈮⵬ഥ⊛䈭䊓䊥䉦䊦䉮䉟䊦䉕⸳䈔䉎ឭ᩺䉅ⴕ䈦䈩䈍䉍䇮䈖䉏䈮 HTS ዉ૕䉕ㆡ↪䈜䉎น⢻ᕈ䈮䈧䈇䈩ᣂ䈢䈮ᬌ⸛䉕㐿ᆎ䈚䈢䇯䋲䋮 䊓䊥䉦䊦䊶䉻䉟䊋䊷䉺䉮䉟䊦䈮䉋䉎ᾲ⽶⩄ૐᷫ㩷⏛႐㐽䈛䈖䉄ᩭⲢวἹ䈱ታ⃻䈱䈢䉄䈮䈲䇮ᄙ䈒䈱‛ℂ䈍䉋
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60 K 䈪 30 kA ⚖䉕䉺䊷䉭䉾䊃䈫䈚䈩ዉ૕䈱⹜૞㐿⊒䉕ⴕ䈉䈖䈫䉕⸘↹䈚䈩䈇䉎䇯䉁䈢䇮䉮䉟䊦䈱⵾૞ᣇᴺ䈫䈚䈩䈲䇮䊓䊥䉦䊦ඨ䊏䉾䉼䈗䈫䈮⃻࿾䈪ធ⛯䈜䉎䈖䈫䈮䉋䈦䈩⚵䉂┙䈩䉎ᣇᑼ䉕⠨䈋䈩䈇䉎[2,3]䇯૬䈞䈩䇮੤ᵹㆇォ䈮䈍䈇䈩੍᷹䈘䉏䉎៊ᄬ䈱⹏ଔ䈫಄ළᣇᴺ╬䈮㑐䈜䉎ᬌ⸛䉅ⴕ䈦䈩䈇䉎䇯

Fig. 1 (a) Vacuum magnetic surfaces and divertor legs of
FFHR-2m2 at a toroidal cross-section of I = 0°, including ther 1% amplitude of field changes provided by the helicaldivertor coils. (b) A plan view of the coil system.
㩷
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ෳ⠨ᢥ₂㩷
[1] A. Sagara et al., Fusion Eng. Des. 81 (2006) 2703.
[2] G. Bansal et al., Plasma and Fusion Res. 3 (2008) S1049.
[3] N. Yanagi et al., Plasma and Fusion Res. 5 (2010) S1026.

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p21核融合 (1)㜞᷷⿥㔚ዉ✢᧚䈱ਛᕈሶᾖ኿ታ㛎㩷㪥㪼㫌㫋㫉㫆㫅㩷㫀㫉㫉㪸㪻㫀㪸㫋㫆㫅㩷㪼㪽㪽㪼㪺㫋㫊㩷㫆㪽㩷㪿㫀㪾㪿㩷㫋㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㫊㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫆㫉㫊㩷㩷␹ᨋ㩷 ૓䋬㕍ᧁ㩷 ᔀ䋬ᬀ↰㩷 ᶈผ䋬⍹ጊ㩷 ᢕ჻䋨ᣧᄢ䋩䋻㣮ፉ㩷 ⋥ੑ䋬㐳ደ㩷 ㊀ᄦ䋨ਛㇱ㔚ജ䋩䋻ችේ㩷 ାᐘ䋨᡼ක⎇䋩㩷㪢㪘㪤㪙㪘㪰㪘㪪㪟㪠㩷㪰㫌䋬㩷 㪘㪦㪢㪠㩷㪫㫆㫉㫌䋬㩷 㪬㪜㪛㪘㩷㪟㫀㫉㫆㫊㪿㫀䋬㩷 㪠㪪㪟㪠㪰㪘㪤㪘㩷㪘㫋㫊㫌㫊㪿㫀㩷㩿㪮㪸㫊㪼㪻㪸㩷㪬㫅㫀㫍㪼㫉㫊㫀㫋㫐㪀㪒㩷 㩷㪢㪘㪪㪟㪠㪤㪘㩷㪥㪸㫆㫁㫀䋬㩷 㪥㪘㪞㪘㪰㪘㩷㪪㪿㫀㪾㪼㫆㩷㩿㪚㪿㫌㪹㫌㩷㪜㫃㪼㪺㫋㫉㫀㪺㩷㪧㫆㫎㪼㫉㩷㪚㫆㫄㫇㪸㫅㫐㪀㪒㩷㪤㪠㪰㪘㪟㪘㪩㪘㩷㪥㫆㪹㫌㫐㫌㫂㫀㩷㩿㪥㪠㪩㪪㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㪸㫋㫊㫌㫊㪿㫀㪗㫎㪸㫊㪼㪻㪸㪅㫁㫇㩷㩷㪈䋮⎇ⓥ⢛᥊䈫⋡⊛㩷㪫㪸㪹㫃㪼㩷㪉㩷㪠㪺㩷㪸㫅㪻㩷㫅㪄㫍㪸㫃㫌㪼㩷㫆㪽㩷㫊㪸㫄㫇㫃㪼㫊㩷㩷ㄭᐕ䋬㜞᷷⿥㔚ዉ✢᧚䈱㜞ᕈ⢻ൻ䈏ㅴ䉂䋬SMES䋨⿥㔚ዉ⏛᳇䉣䊈䊦䉩䊷⾂⬿䋩䉇 Si න⚿᥏ᒁ䈐਄䈕ⵝ⟎䈻䈱ᔕ↪
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ȝV/cm ၮḰ䋩䈫 n ୯䉕 Table 2 䈮␜䈜䇯࿑䉋䉍䋬ᾖ኿೨ᓟ䈪 Ic䋬
n ୯䈫䉅䈮ᄢ䈐䈒ᄌൻ䈚䈩䈇䈭䈇䇯Table 3 䈮 77 kGy ᾖ኿ᤨ䈮↢ᚑ䈚䈢䉧䊮䊙✢᡼኿ᕈᩭ⒳䈭䉌䈶䈮䈠䈱↱᧪ర⚛䉕␜䈜䇯
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ᧄታ㛎䈪䈲ᶧ૕⓸⚛ਛ䈪 Ic ᷹ቯ䉕䈚䈢ᓟ䋬ቶ᷷䈪ਛᕈሶ䉕ᾖ኿䈚䋬ౣ䈶ᶧ૕⓸⚛ਛ䈪 Ic ᷹ቯ䉕ⴕ䈦䈢䇯੹ᓟ䈲䈖䈱䉋䈉䈭 Thermal cycle 䉕䈭䈒䈚䋬䉋䉍ታ㓙䈱ㆇォⅣႺ䈮ㄭ䈨䈔䉎䈢䉄䈮䋬಄ಓᯏવዉ಄ළਅ䈪ਛᕈሶᾖ኿ታ㛎䉕ⴕ䈉੍ቯ䈪䈅䉎䇯䉁䈢ᾖ኿೨ᓟ䈱ᯏ᪾․ᕈ䉅⹏ଔ䈜䉎੍ቯ䈪䈅䉎䇯㪋䋮ෳ⠨ᢥ₂㩷
1. Hiroshi Ueda, Atsushi Ishiyama, Nobuyuki Miyahara, Naoji
Kashima, and Shigeo Nagaya, “Estimation of Radiation
damage in High- temperature Superconductors ,” IEEE Trans.
on Applied Superconductivity, no.19, vol.3, pp.2872-2876, 2009

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p22超電導応用 (2)交流磁界発生用超電導マグネットの運転電流੤ᵹ⏛⇇⊒↢↪⿥㔚ዉ䊙䉫䊈䉾䊃䈱ㆇォ㔚ᵹ㩷Operating current of superconducting AC magnet 㩷㪦㫇㪼㫉㪸㫋㫀㫅㪾㩷㪺㫌㫉㫉㪼㫅㫋㩷㫆㪽㩷㫊㫌㫇㪼㫉㪺㫆㫅㪻㫌㪺㫋㫀㫅㪾㩷㪘㪚㩷㫄㪸㪾㫅㪼㫋㩷海保
岡野 真，
淵野 修一郎（産総研）
ᶏ଻㩷勝之，
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OKANO Makoto， FUCHINO
Syuichirou (AIST)㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㫂㪄㫂㪸㫀㪿㫆㪗㪸㫀㫊㫋㪅㪾㫆㪅㫁㫇㩷㩷
E-mail: k-kaiho@aist.go.jp㩷㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p23

超電導応用 (2)⿥વዉ⏛᳇ᶋ਄䉕ㆡ↪䈚䈢䊐䉤䊃䊙䉴䉪ᵞᵺ䊒䊨䉶䉴↪㩷㕖ធ⸅䉴䊏䊮ⵝ⟎䈱⎇ⓥ㐿⊒㩷
Research and Development of Non-contact Spin Processor Applying Superconducting
Magnetic Levitation for Cleaning Process in Photo Mask Production㩷⑔੗㩷⡡䋬㘑㑆㩷੧੺䋬ዊᎹ㩷⚐䋬ጟ㩷ᔀ㓶䋬૒⮮㩷ቁ㓶䋨ᣂẟᄢ䋩䋻෻↸㩷⡡㪃㩷ᢧ⮮㩷ำ਎䋬ችፒ㩷⚩੺䋨㪤㪫㪚䋩㩷FUKUI Satoshi, KAZAMA Ryosuke, OGAWA Jun, OKA Tetsuo, SATO Takao㧔Niigata University㧕㧧
SORIMACHI Satoshi, SAITO Kimiyo, MIYAZAKI Shinsuke㧔MTC㧕
E-mail: fukui@eng.niigata-u.ac.jp㩷㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
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ᐔ෸߮ု⋥ᣇะߩᄌ૏ߩᤨ㑆ᵄᒻߩ৻଀㧔2000rpm/3s㧕ࠍ␜ߔ‫߅ߥޕ‬㧘ᧄ⎇ⓥߪ㧘⑼ቇᛛⴚᝄ⥝ᯏ᭴‫ޟ‬ᆔ⸤㐿⊒‫ޠ‬ߦࠃࠆᡰេߩ߽ߣߢታᣉߒߡ޿ࠆ‫ޕ‬
Tab 1 Specification of test spinnerRotational speed
Acceleration( |dZ/dt| (rad/s2))
Diameter of turn table
Weight of turn table
Levitation height
Necessary transfer torque
Capacity of drive motor
Load
Acceptable vibration
Operating temperature

2000 rpm (Max. 3000 rpm)
㨪1500 rpm/s(157.5 rad/s2)
220 mm
2.5 kg5-10 mm
2.4 Nm
1 kW
0 kg
Not designed
30 K

Displacement
220mm

Turn table
PM for levitation
Magnetic couplingzxLaser sensor
Cryostat

HTS bulk
Rotation sensor
Drive motor
Servo control

GM

HTS bulk
Cu plate

Cold headTurn table

Permanent magnet Direction ofmagnetization

Iron core
Magnetic coupling

Fig. 1 Schematic illustration of test spinner.



Fig. 2 Average acceleration : 2000 rpm/3 s



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ෳ⠨ᢥ₂㩷
㪈㪅 S. Fukui, et al., : Abstracts of CSJ Conference, Vol. 77(2007) p.179.㩷

― 168 ―

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p24超電導応用 (2)磁気力を利用した重力制御環境でのタンパク質結晶成長⏛᳇ജ䉕೑↪䈚䈢㊀ജ೙ᓮⅣႺ䈪䈱䉺䊮㩷䊌䉪⾰⚿᥏ᚑ㐳㩷䋭ኻᵹ䈱䉲䊚䊠䊧䊷䉲䊢䊮䋭㩷㪧㫉㫆㫋㪼㫀㫅㩷㪺㫉㫐㫊㫋㪸㫃㩷㪾㫉㫆㫎㫋㪿㩷㫀㫅㩷㪾㫉㪸㫍㫀㫋㫐㩷㪺㫆㫅㫋㫉㫆㫃㫃㪼㪻㩷㪹㫐㩷㫄㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㪽㫆㫉㪺㪼㩷㪄㪪㫀㫄㫌㫃㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫆㪽㩷㫋㪿㪼㩷㪺㫆㫅㫍㪼㪺㫋㫀㫆㫅㪄㩷㩷ጟ↰⑲ᒾ, ᑝ↰ᙗਯ㧘᧻ᧄ⌀ᴦ㧘๺↰ੳ㧔‛⾰࡮᧚ᢱ⎇ⓥᯏ᭴㧕Hidehiko Okada, Noriyuki Hirota, Shinnji Matsumoto, Hitoshi Wada (NIMS)

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

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計測 / 流動特性శ䊐䉜䉟䊋᷷ᐲ䉶䊮䉰䈱ᭂૐ᷷ਅ䈮䈍䈔䉎㩷᷹ቯౣ⃻ᕈ䍃ᄙὐ᷷ᐲ᷹ቯ․ᕈ䈮䈧䈇䈩㩷㪩㪼㫇㪼㪸㫋㪸㪹㫀㫃㫀㫋㫐㩷㪸㫅㪻㩷㪤㫌㫃㫋㫀㫇㫆㫀㫅㫋㩷㪤㪼㪸㫊㫌㫉㪼㫄㪼㫅㫋㩷㪚㪿㪸㫉㪸㪺㫋㪼㫉㫀㫊㫋㫀㪺㫊㩷㫆㪽㩷㪦㫇㫋㫀㪺㪸㫃㩷㪝㫀㪹㪼㫉㩷㪫㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㪪㪼㫅㫊㫆㫉㫊㩷㫌㫅㪻㪼㫉㩷㫋㪿㪼㩷㪚㫉㫐㫆㪾㪼㫅㫀㪺㩷㪫㪼㫄㫇㪼㫉㪸㫋㫌㫉㪼㩷㩷㐳᎑㩷 ⾫䋬↰ਛ㩷 ⧐ⷫ䋬᳓㊁㩷 సବ䋬ዊᣇ㩷 ᱜᢥ䋨㋕㆏✚⎇䋩㩷㪥㪘㪞㪘㪪㪟㪠㪤㪘㩷㪢㪼㫅䋬㪫㪘㪥㪘㪢㪘㩷㪰㫆㫊㪿㫀㪺㪿㫀㫂㪸㪃㩷㪤㪠㪱㪬㪥㪦㩷㪢㪸㫋㫊㫌㫋㫆㫊㪿㫀㪃㩷㪦㪞㪘㪫㪘㩷㪤㪸㫊㪸㪽㫌㫄㫀㩷㩿㪩㪫㪩㪠㪀㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㫂㪼㫅㪗㫉㫋㫉㫀㪅㫆㫉㪅㫁㫇㩷㩷㪈䋮䈲䈛䉄䈮㩷
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計測 / 流動特性

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p27

計測 / 流動特性

㪫㪛㪤 ᣇᑼ 㪝㪙㪞 శ䊐䉜䉟䊋䉶䊮䉰䈮䉋䉎ᭂૐ᷷ਅ䈱ᄙὐ᷷ᐲ⸘᷹⹜㛎㩷㪜㫏㫇㪼㫉㫀㫄㪼㫅㫋㪸㫃㩷㫊㫋㫌㪻㫐㩷㫆㫅㩷㫄㫌㫃㫋㫀㪄㫇㫆㫀㫅㫋㩷㪺㫉㫐㫆㪾㪼㫅㫀㪺㩷㫄㪼㪸㫊㫌㫉㪼㫄㪼㫅㫋㩷㫌㫊㫀㫅㪾㩷㪫㪛㪤㩷㪹㪸㫊㪼㪻㩷㪝㪙㪞㩷㫆㫇㫋㫀㪺㪸㫃㩷㫊㪼㫅㫊㫆㫉㫊㩷↰᧛ ℉ਯ㧘਄᣿ᚭ ᣹㧔㘧ፉᑪ⸳ᛛⴚ⎇㧕㧘↰ਛ ⧐ⷫ㧘㐳᎑ ⾫㧔㋕㆏✚⎇㧕㧘ኹ↰ ૫ᒄ㧘ᅏ᧛ ᣽ᐔ㧔ࡈࠫࠢ࡜㧕
TAMURA Takuyuki, KAMIAKITO Noboru (Tobishima Corporation), TANAKA Yoshichika, NAGASHIMA Ken (Railway
Technical Research Institute), TERADA Yoshihiro, OKUMURA Shohei (Fujikura Ltd.)E-mail:takuyuki_tamura@tobishima.co.jp

1556

1556

1554

1554

1552
1550
FBG_Ac1
FBG_Ac2
FBG_Ac3
FBG_Ac4
FBG_Ac5
FBG_Ac_std

1548
1546
1544
㪇

Fig.1 Experimental set-up
for TDM-FBG measurement⒳㘃Ფ䈮⋥೉䈮ធ⛯䈚䈢䉅䈱䉕䋬ૐ᷷ኈེౝ䈱વᾲ᧼਄䈮⸳⟎䈚䋬಄ಓᯏ䈎䉌વᾲ᧼䉕ㅢ䈛䈩䋬᷷ᐲᄌൻ䉕ਈ䈋䈢
䋨Fig.1䋩䇯䈭䈍䋬Ყセ䈱䈢䉄䋬ᦨᓟየ䈮ㅢᏱ䈱ⵍⷒෘ䈱 FBG
䉶䊮䉰䉅ធ⛯䈚䈢䇯ᵄ㐳䉕⸘᷹䈜䉎శ⸘ེ᷹䈮䈲䋬⧷࿖䉟䊮䉶䊮䉲䉴⵾ FSI 䊡䊆䉾䊃䉕↪䈇䋬6 䈧䈱 FBG 䉶䊮䉰䈱ᵄ㐳䊂䊷
䉺䉕 10 ⑽㑆㓒䈪ขᓧ䈚䈢䇯䈖䉏䉌䈱 FBG 䉶䊮䉰䉕Ᏹ᷷ઃㄭ䈎䉌 10K 䉁䈪಄ළ䈚䈢ᤨ䈱䋬ᵄ㐳䈱ᄌൻ䉕 Fig.2,3 䈮␜䈜䇯ᵄ㐳䊂䊷䉺䈲䋬䈜䈼䈩䈱 FBG
䉶䊮䉰䈪ᰳ᷹䈭䈒ᓧ䉌䉏䈩䈍䉍䋬䉁䈢䋬⧯ᐓ䈱䈳䉌䈧䈐䈏⷗䉌䉏䉎䉅䈱䈱䋬᷷ᐲ䈱ૐਅ䈮䈫䉅䈭䈇䋬ᵄ㐳䈏ૐਅ䈚䈩䈇䈒⁁ᴫ䈏᷹ⷰ䈘䉏䈢䇯䊆䉾䉬䊦ⵍⷒ䈱 FBG 䉶䊮䉰䈱ᗵᐲ䈲䋬ㅢᏱ䈱FBG 䉶䊮䉰䈫ห⒟ᐲ䈪䈅䈦䈢䈏䋬ෘ䈇䉝䉪䊥䊧䊷䊃ⵍⷒ䈱 FBG
䉶䊮䉰䈲䈠䉏䉌䉋䉍䉅ᗵᐲ䈏㜞䈒䋬10䌾50K 䈪 2䌾28pm/K䋬ᐔဋ䈪 13.4pm/K 䈪䈅䈦䈢䇯ᵄ㐳䈱ᦨዊ⺒ข୯䈲 1pm䋨䊏䉮䊶䊜䊷䊃䊦䋬=10-3nm䋩䈭䈱䈪䋬ᭂૐ᷷ਅ䈪䉅 0.1K એਅ䈱ಽ⸃⢻䈪᷷ᐲ⸘᷹䈏䈪䈐䉎䈖䈫䉕␜䈚䈩䈇䉎䇯䉁䈢䋬Ᏹ᷷䈎䉌ᭂૐ᷷䈻䈱᷷ᐲᄌൻ䈮ኻ䈜䉎ᵄ㐳䈱ᄌൻ᏷䈲䋬⚂ 8,000pm 䈪䈅䈦䈢䇯
WDM ᣇᑼ䉕↪䈇䈩䋬ฦ FBG 䉶䊮䉰䈱ᵄ㐳Ꮺ䉕㊀ⶄ䈘䈞䈝䈮ห䈛⸘᷹䉕ⴕ䈉႐ว䋬6 䈧䈱 FBG 䉶䊮䉰ో૕䈱ᵄ㐳᏷䈲 C 䊋䊮䊄䈱᏷䈫ห⒟ᐲ䈫䈭䉍䋬1 ᧄ䈱శ䊐䉜䉟䊋䈮䉋䉎⸘᷹ὐᢙ䈮㒢⇇䈏䈅䉎䈏䋬TDM ᣇᑼ䉕↪䈇䉎႐ว䈪䈲䋬䈠䉏䈡䉏䈱 FBG
䉶䊮䉰䈏ᐢ䈇ᵄ㐳᏷䉕೑↪䈚䈭䈏䉌䋬ో૕䈪䉅ห╬䈱ᵄ㐳▸࿐䈪หᤨ䈮⸘᷹น⢻䈭䈖䈫䉕⏕⹺䈚䈢䇯㪋㪅 䈍䉒䉍䈮㩷
TDM ᣇᑼ䉕↪䈇䈢 FBG 䉶䊮䉰䈲䋬WDM ᣇᑼ䈫ห᭽䈮䋬Ᏹ᷷䉁䈪䈱᷷ᐲᄌൻ䉕฽䉄䋬ᭂૐ᷷ਅ䈱᷷ᐲ⸘᷹䈏น⢻䈪䈅䉎䈖䈫䉕␜䈚䈢䇯䉁䈢䋬TDM ᣇᑼ࿕᦭䈱⺖㗴䈲䈫䈒䈮⷗䉌䉏䈭䈎䈦䈢䇯䈭䈍䋬WDM ᣇᑼ䉅฽䉄䋬ᭂૐ᷷ઃㄭ䈱ᵄ㐳⸘᷹୯䈱৻ㇱ䈮ઁ䈫⇣䈭䉎᜼േ䈏⷗䉌䉏䈩䈍䉍䋬䉶䊮䉰⸳⟎⁁ᘒ䉕⠨ᘦ䈚䈢ᭂૐ᷷ਅ䈮䈍䈔䉎శቇ⊛․ᕈ䈱ᄌൻ䉕⸃᣿䈜䉎䈖䈫䈏䋬੹ᓟ䈱⺖㗴䈪䈅䉎䈫⠨䈋䉌䉏䉎䋮ᧄ⎇ⓥ䈱৻ㇱ䈲䋬࿖࿯੤ㅢ⋭䈱࿖ᐶ⵬ഥ㊄䉕ฃ䈔䈩ታᣉ
䈚䈢䇯
ෳ⠨ᢥ₂㩷
1. Y. TANAKA, et al.:Abstracts of CSJ Conference, Vol. 80(2009) p.151
2. Glynn Lloyd, et al.:Optics Communications, Vol. 244 (2005)
p. 193-197

㪌㪇

㪈㪇㪇

㪈㪌㪇
㪉㪇㪇
Temperature(K)

㪉㪌㪇

㪊㪇㪇

Fig.2 Wavelength shifts of acrylate coated FBGs

― 172 ―

Wavelength(pm)Wavelength(pm)㪈㪅 䈲䈛䉄䈮㩷
ᾲવዉᕈ䈏ዊ䈘䈇䉧䊤䉴䉕⚛᧚䈫䈜䉎శ䊐䉜䉟䊋䉶䊮䉰䈲䋬శ䊐䉜䉟䊋䉕ㅢ䈛䈢ᄖㇱ䈎䉌䈱ᾲ䈱ଚ౉䈏ዋ䈭䈇䈖䈫䈎䉌䋬ᭂૐ᷷ਅ䈪೑↪น⢻䈭⸘᷹ᛛⴚ䈱৻䈧䈫⠨䈋䉌䉏䉎䇯䈘䉌䈮䋬㔚᳇⛘✼ᕈ䈏㜞䈒䋬㔚⏛႐䈱ᓇ㗀䉕ฃ䈔䈭䈇䈫䈇䈉․㐳䉕ᜬ䈧䈢䉄䋬⿥㔚ዉ⁁ᘒ䉕⛽ᜬ䈜䉎ᭂૐ᷷ਅ䈪䈱䋬᷷ᐲ⸘᷹䈱ᬌ⸽䉕⋡⊛䈫䈚䈢ㆡ↪⹜㛎䈏ⴕ䉒䉏䈩䈇䉎[1]䇯ᧄⓂ䈪䈲䋬ᤨ㑆ಽഀᄙ㊀ൻ䋨Time Division Multiplexing䋩ᣇᑼ䈮䉋䉎 FBG
శ䊐䉜䉟䊋᷷ᐲ䉶䊮䉰䈏䋬ᭂૐ᷷ၞ䈪᷷ᐲᄌൻ䈮ኻ䈜䉎ᗵᐲ䉕ᜬ䈧䈖䈫䉕⏕⹺䈜䉎䈫䈫䉅䈮䋬Ᏹ᷷䉕฽䉃ᐢ䈇᷷ᐲ▸࿐䈪䋬ᄙὐ䈱᷷ᐲ⸘᷹䈏น⢻䈪䈅䉎䈖䈫䉕ᬌ⸽䈚䈢⹜㛎⚿ᨐ䉕ႎ๔䈜䉎䇯㪉㪅 㪝㪙㪞 䉶䊮䉰䈫ᄙ㊀ൻ䈱ේℂ㩷FBG 䈲䋬శ䊐䉜䉟䊋਄䈮ᒻᚑ䈚䈢䋬ㅢᏱ㐳䈘 1cm ⒟ᐲ䈱࿁᛬ᩰሶ䈪䋬శḮ䈎䉌శ䊐䉜䉟䊋ౝ䈻䈱౉኿శ䈮ኻ䈚䋬․ቯ䈱ᵄ㐳ᚑಽ䈱శ䉕෻኿䈜䉎䇯෻኿శ䈱ᵄ㐳䈲䋬䈵䈝䉂䉇᷷ᐲ䈱ᄌൻ䈮ᔕ䈛䈩䉲䊐䊃䈜䉎䈱䈪䋬䉲䊐䊃㊂䉕⸘᷹䈜䉎䈖䈫䈮䉋䉍䋬FBG 䈲䈵䈝䉂䉇᷷ᐲ䈱䉶䊮䉰ᯏ⢻䉕ᨐ䈢䈜䇯FBG 䉶䊮䉰䈮䉋䉎⸘᷹䈪䈲䋬ਥ䈮 C 䊋䊮䊄䈫๭䈳䉏䉎 1,530
䌾1,570nm䋨䊅䊉䊜䊷䊃䊦䋩䈱㒢ቯ䈘䉏䈢ᵄ㐳Ꮺઃㄭ䉕૶↪䈜䉎䈢䉄䋬ㆡ↪ᣇᴺ䈮䉋䉍䋬⸘᷹น⢻䈭䈵䈝䉂䉇᷷ᐲ䈱ᄌൻ᏷䈮䈲㒢⇇䈏↢䈛䉎䈖䈫䈏䈅䉎䇯ᭂૐ᷷䈱⸘᷹䈮䈧䈇䈩䉅䋬Ᏹ᷷䈮⥋䉎䉁䈪䈱ᐢ䈇᷷ᐲᄌൻ䉕฽䉄䉎႐ว䋬 FBG 䉶䊮䉰䈲䋬⚂ 300K 䈱᷷ᐲ⸘᷹▸࿐䉕䉦䊋䊷䈜䉎ᔅⷐ䈏䈅䉎䇯䈖䉏䉕䋬䋱ᧄ䈱శ䊐䉜䉟䊋਄䈮㈩⟎䈚䈢ⶄᢙ䈱 FBG 䉶䊮䉰䈪⸘᷹䈜䉎႐ว䋬ᵄ㐳ゲ਄䈪ᄙ㊀ൻ䉕ⴕ䈉 WDM䋨Wavelength Division
Multiplexing䋩ᣇᑼ䈪䈲䋬 ฦ FBG 䉶䊮䉰䈮ഀ䉍ᒰ䈩䉎ᵄ㐳Ꮺ䈱㊀ⶄ䉕ㆱ䈔䉎ᔅⷐ䈏䈅䉍䋬⸘᷹ὐᢙ䈱Ⴧᄢ䈮㒢⇇䈏䈅䉎䇯৻ᣇ䋬ᤨ㑆ゲ਄䈪ᄙ㊀ൻ䉕ⴕ䈉 TDM ᣇᑼ䈲䋬ᵄ㐳Ꮺ䈱౒↪
䈏น⢻䈪䈅䉍䋬⸘᷹ᵄ㐳᏷䈱ᷫዋ䈏䈭䈇[2]䇯䉋䈦䈩䋬ᄙὐ⸘᷹䈮䈍䈔䉎 FBG 䉶䊮䉰䈱ᄙ㊀ൻᛛⴚ䈫䈚䈩 TDM ᣇᑼ䉕↪䈇䋬ᭂૐ᷷䈎䉌Ᏹ᷷䉁䈪䈱᷷ᐲᄌൻㆊ⒟䉅฽䉄䈢⸘᷹⹜㛎䉕ⴕ䈇䋬ㆡ↪ᕈ䉕ᬌ⸽䈚䈢䇯㪊㪅 ⸘᷹⹜㛎ౝኈ㩷ᣢᓔ䈱⹜㛎⚿ᨐ[1]䉋䉍䋬ᭂૐ᷷ਅ䈪䈲 FBG 䉶䊮䉰䈱ᗵᐲ䈏ૐਅ䈜䉎䈖䈫䈏⍮䉌䉏䈩䈇䉎䈢䉄䋬FBG 䉶䊮䉰䈲䋬䉝䉪䊥䊦
䋨PMMA䋩ⵍⷒ䉕ㅢᏱ䈱 2 ୚䈱 500Pm 䈱ෘ䈘䈮䈚䈢䉅䈱䈫䋬㊄ዻ䈱䈉䈤Ყセ⊛ᾲ⤘ᒛ䈏ᄢ䈐䈇䊆䉾䉬䊦䈪ⵍⷒ䈚䈢䉅䈱䈱 2⒳㘃䉕૶↪䈚䈢䇯䈖䈱 2 ⒳㘃䈱 FBG 䉶䊮䉰䉕 5 䈧䈝䈧⵾૞䈚䋬

1552
1550

FBG_Ni1
FBG_Ni2
FBG_Ni3
FBG_Ni4
FBG_Ni5
FBG_Ac_std

1548
1546
1544
㪇

㪌㪇

㪈㪇㪇

㪈㪌㪇
㪉㪇㪇
Temperature(K)

㪉㪌㪇

㪊㪇㪇

Fig.3 Wavelength shifts of nickel coated FBGs
第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p28ૐ᷷䊃䊤䊮䉴䉕↪䈇䈢ੑᲑ䊃䊤䊮䉴䈮䉋䉎 㪟㪫㪪㪄㪪㪨㪬㪠㪛 䈱㩷ૐ䊉䉟䉵ൻ䈮㑐䈜䉎ᬌ⸛㩷

計測 / 流動特性㪥㫆㫀㫊㪼㩷㫉㪼㪻㫌㪺㫋㫀㫆㫅㩷㫆㪽㩷㪟㪫㪪㪄㪪㪨㪬㪠㪛㩷㫌㫊㫀㫅㪾㩷㪺㫆㫃㪻㩷㫋㫉㪸㫅㫊㪽㫆㫉㫄㪼㫉㩷㩷㩷㪤㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㪽㫀㪼㫃㪻㩷㫅㫆㫀㫊㪼㩷㪲㪫㪆㪟㫑㪈㪆㪉㪴㪤㪸㪾㫅㪼㫋㫀㪺㩷㪽㫀㪼㫃㪻㩷㫅㫆㫀㫊㪼㩷㪲㪫㪆㪟㫑㪈㪆㪉㪴ർ᧛㩷ༀᵗ㪃㩷㩷⿒੗㩷෹ት㪃㩷┻ᧄ㩷⌀㪃㩷ᑮᣣ಴㩷ᅢ㪃㩷↰ਛ㩷ਃ㇢㩿⼾ᯅᛛ⑼ᄢ㪀㪒㩷↰ㄝ㩷࿻৻㩿㪠㪪㪫㪜㪚㪀㪒㩷⨹੗㩷⧷৻㪃㩷 ጊ㩷ᒄⴕ㩿㪡㪦㪞㪤㪜㪚㪀㩷㪢㪠㪫㪘㪤㪬㪩㪘㩷㪰㪅㪃㩷㪘㪢㪘㪠㩷㪫㪅㪃㩷㪫㪘㪢㪜㪤㪦㪫㪦㩷㪤㪅䋬㩷㪟㪘㪫㪪㪬㪢㪘㪛㪜㩷㪰㪅㪃㩷㪫㪘㪥㪘㪢㪘㩷㪪㪅㩷㩿㪫㪬㪫㪀㪒㩷㪫㪘㪥㪘㪙㪜㩷㪢㪅㩷㩿㪠㪪㪫㪜㪚㪀㪒㩷㪘㪩㪘㪠㩷㪜㪅㪃㩷㪢㪘㪫㪘㪰㪘㪤㪘㩷㪟㩷㩿㪡㪦㪞㪤㪜㪚㪀㩷㩷㩷㩷㪜㪄㫄㪸㫀㫃㪑㩷㫐㪇㪏㪊㪏㪈㪊㪗㪼㪻㫌㪅㫀㫄㪺㪅㫋㫌㫋㪅㪸㪺㪅㫁㫇㩷㩷㪈㪅㩷 ✜⸒㩷䊮䉴䉕ㆡ↪䈚䈢㓙䈱 㪈㪇㪇㪟㫑䌾㪈㪇㪇㪇㪟㫑 ઃㄭ䈱䊉䉟䉵․ᕈ䉕␜ᚒ䇱䈲 㪟㪫㪪㪄㪪㪨㪬㪠㪛 䊙䉫䊈䊃䊜䊷䉺䉕↪䈇䈢࿾ਅ⾗Ḯតᩏ䈜䇯䈖䈱⚛ሶ䈪䈲ૐ᷷䊃䊤䊮䉴䈱Ꮞᢙ䈏 㪈㪇㪑㪈㪇㪇䇮Ᏹ᷷䊃䊤䊮䉴ᛛⴚ䈱⎇ⓥ䉕ⴕ䈦䈩䈇䉎䇯࿾ਅ⾗Ḯតᩏ䈱⃻႐䈪䈲䇮㪪㪨㪬㪠㪛䈱Ꮞᢙ 㪎㪇㪑㪈㪋㪇 䈱႐ว䈮䊉䉟䉵䊧䊔䊦䈲 㪏㪎㪽㪫㪆㪟㫑㪈㪆㪉 䈫䈭䉍䇮ᓥ䈮⋥ធ㎮੤䈜䉎⏛᳇䊉䉟䉵䈲ㇺᏒㇱ䉇⎇ⓥቶ䈱ⅣႺ䉋䉍ዋ䈭᧪ᴺ䈫Ყ䈼 㪈㪇㩼⒟ᐲ䊉䉟䉵䊧䊔䊦䉕ਅ䈕䉎䈖䈫䈏䈪䈐䈢䇯㩷䈇䈫⠨䈋䉌䉏䉎䈏䇮㪪㪨㪬㪠㪛䊶䉣䊧䉪䊃䊨䊆䉪䉴㑆䈱䊒䊨䊷䊑䉇䉬䈖䉏䉌䈱⚿ᨐ䉋䉍䇮㪉 Ბ䊃䊤䊮䉴䈲㔚⏛䊉䉟䉵↱᧪䈫⠨䈋䉌䉏䊷䊑䊦䈮⺃ዉ⊛䈮ᷙ౉䈜䉎㔚⏛䊉䉟䉵䈲៤Ꮺ㔚⹤䈱᥉෸䈮䉎䉲䉴䊁䊛䊉䉟䉵䈱Ⴧട䉕ૐᷫ䈚䈩䇮䉲䉴䊁䊛䊉䉟䉵䉕 㪪㪨㪬㪠㪛䉋䉍ห⒟ᐲሽ࿷䈜䉎႐ว䈏⠨䈋䉌䉏䉎䇯㔚⏛䊉䉟䉵䈏ᷙ౉䈜䉎࿕᦭䈱䊉䉟䉵䈮ㄭ䈨䈔䉎䈖䈫䈏䈪䈐䉎䈖䈫䈏␜䈘䉏䈢䇯৻ᣇ䇮⚛
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Room temperature transformer䈍䈐䇮䈠䈱ᓟᲑ䈮Ⴧ᏷₸䉕ᛥ䈋䈢Ᏹ᷷䊃䊤䊮䉴䉕㈩⟎䈜䉎 㪉 Ბ
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analyzer
ControllerჇട䉕ᛥ೙䈪䈐䉎䊃䊤䊮䉴䈱⚵䉂ว䉒䈞䈮䈧䈇䈩ᦨㆡ᧦ઙ䈱Cableᬌ⸛䉕ⴕ䈦䈢䈱䈪ႎ๔䈜䉎䇯㩷㪉㪅㩷 㪟㪫㪪㪄㪪㪨㪬㪠㪛 䉕↪䈇䈢࿾ਛតᩏ䉲䉴䊁䊛㩷ProbePC
ᧄ⎇ⓥ䈪䈲䇮㪪㪨㪬㪠㪛 䉕↪䈇䈢࿾ਛតᩏⵝ⟎䈫䈚䈩㐿⊒䈘䉏䈩䈇䉎ᤨ㑆㗔ၞ㔚⏛តᩏᴺ 㪪㪨㪬㪠㪫㪜㪤 䉲䉴䊁䊛䈮ኻ䈚䈩䇮㪉Cold transformer
SQUIDᲑ䊃䊤䊮䉴ᣇᑼ䉕ㆡ↪䈚䈩䇮㔚⏛䊉䉟䉵䈮䉋䉎䊉䉟䉵䊧䊔䊦Ⴧട
Battery䈱ૐᷫ䉕⹜䉂䈢䇯䈖䈱䉲䉴䊁䊛䈲ബ⏛䉮䉟䊦䉕↪䈇䈩࿾ਛ䈮⏛႐䉕ශട䈚䇮࿾ਛ䈮⊒↢䈚䈢᷵㔚ᵹ䈮䉋䉎⏛႐䈱ᤨ㑆ᄌേ
LN2
䉕 㪪㪨㪬㪠㪛 䈪ᬌ಴䈚䇮࿾ਅ䈱⾂⇐ጀ᭴ㅧ䈱Ყᛶ᛫ಽᏓ䉕⸃ᨆTri-layer Pmetal shield dewar䈜䉎ⵝ⟎䈪䈅䉎䇯䈖䈱䉲䉴䊁䊛䈱⸘᷹ㇱ䈱᭴ᚑ࿑䉕 㪝㫀㪾㪅㪈 䈮␜㪝㫀㪾㪅㪈㩷㪪㪺㪿㪼㫄㪸㫋㫀㪺㩷㪻㫀㪸㪾㫉㪸㫄㩷㫆㪽㩷㪪㪨㪬㪠㪫㪜㪤㩷㫊㫐㫊㫋㪼㫄㩷䈜䇯䉮䊮䊃䊨䊷䊤䇮᷹ቯ䈱⻉ᠲ૞䉕ⴕ䈉䊌䉸䉮䊮䈏࿁〝䊡䊆䉾䊃㩷㩷䈮෼⚊䈘䉏䈩䈇䉎䇯Ᏹ᷷䊃䊤䊮䉴䉕᦭䈜䉎 㪝㪣㪣 ࿁〝䈫৻૕䈮䈭㩷䈦䈢䊒䊨䊷䊑䈲㔚⏛䉲䊷䊦䊄䉬䊷䊑䊦䈮䉋䈦䈩࿁〝䊡䊆䉾䊃䈫㩷ធ⛯䈘䉏䈩䈇䉎䇯䈖䈱䊒䊨䊷䊑䈱వ┵䈮 㪪㪨㪬㪠㪛 ⚛ሶ䉕ធ⛯䈜㩷㪈㪇㪄㪈㪉䉎䈏䇮㪉 Ბ䊃䊤䊮䉴䈱႐ว䇮䊒䊨䊷䊑䈫 㪪㪨㪬㪠㪛 ⚛ሶ䈱㑆䈮ᶧ૕㩷⓸⚛䈪಄ළ䈘䉏䉎ૐ᷷䊃䊤䊮䉴䉕ធ⛯䈜䉎䇯㔚Ḯ䈮䈲ደᄖ䈪
㩷With single transformer䈱តᩏ䈏ਥ䈭䈢䉄䊋䉾䊁䊥䊷䉕૶↪䈜䉎䇯⚛ሶ䈮䈲 㪉 ⒳㘃䈱
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With single transformer㩷㪊㪅㩷 㪉 Ბ䊃䊤䊮䉴䉕↪䈇䈢䊉䉟䉵․ᕈ᷹ቯታ㛎㩷㩷ᧄታ㛎䈪䈲ૐ᷷䈫Ᏹ᷷䊃䊤䊮䉴䉕⚵䉂ว䉒䈞䈢Ⴧ᏷₸䈱ว㩷⸘䈏ᓥ᧪䈱䋱ᲑᏱ᷷䊃䊤䊮䉴䈱Ⴧ᏷₸䈫ห᭽䈱 㪉㪇 ୚䈫䈭䉎⚵㩷䉂ว䉒䈞䉕ㆡ↪䈚䈢䇯䈠䉏䈡䉏䈱ᏎᢙᲧ䉕⺞ᢛ䈚䇮ห৻䈱Ყ㪈㪇㪄㪈㪊㩷䈮䈍䈇䈩Ꮞᢙ䉕ᄌൻ䈘䈞䈩䊉䉟䉵․ᕈ䉕⸘᷹䈚䈢䇯䈠䈱⚿ᨐ䇮㩷㪝㫀㪾㪅㪉 䈮␜䈜䉋䈉䈮䇮㪈 ᲑᏱ᷷䊃䊤䊮䉴䉕↪䈇䈢䈫䈐䈱䊉䉟䉵䊧䊔㩷㪈㪆㪉䊦䈏⚂ 㪉㪍㪇㩷 㪽㪫㪆㪟㫑 䈱 㪪㪨㪬㪠㪛㩿㪘㪀䈮䈍䈇䈩Ꮞᢙ䈏 㪌㪑㪌㪇 䈱ૐWith cold transformer㩷᷷䊃䊤䊮䉴䈫Ꮞᢙ䈏 㪈㪇㪇㪑㪉㪇㪇 䈱Ᏹ᷷䊃䊤䊮䉴䉕⚵䉂ว䉒䈞䈢䈫
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― 173 ―

第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

2P-p29

計測 / 流動特性

縦溝が設けられた鉛直チャネル中における超臨界ヘリウムの自然対流伝熱機構
縦溝が設けられた鉛直チャネル中における超臨界ヘリウムの自然対流伝熱機構
1DWXUDO
FRQYHFWLRQ
KHDWtransfer
WUDQVIHU characteristics
FKDUDFWHULVWLFV RIofVXSHUFULWLFDOKHOLXP
LQ DinYHUWLFDOFKDQQHOZLWKwith
ULEOHWVNaturalconvection
heat
supercriticalheliuma verticalchannelriblets.
岡村崇弘
.(.
岡村
崇弘 (KEK)OKAMURA7DNDKLUR
Takahiro .(.
(KEK)
2.$085$(PDLOE-mail:WDNDKLURRNDPXUD#NHNMS
takahiro.okamura@kek.jp


1. 緒言
超臨界ヘリウム 6+H を超伝導磁石の冷媒として用いる
場合，通常は強制対流冷却方式が用いられるが，盲腸管などの冷却流路においては自然対流伝熱機構を考慮する必要があ
る．これまで 6+H のチャネル内における鉛直平板自然対流
場は，最初 .+ 不安定性により横渦が形成され，これらの移流により壁面の滑り無し条件と渦の凍結的運動から横渦はツイスト構造をし，最終的に渦管が縺れ合った乱流状態へ遷移することを報告してきた >@．こうした乱流遷移過程はチャネル形状に依存しない統一的な現象であるかを明らかにするために，本報では一例として縦溝（リブレット）が設けられた矩形チャネル中における乱流遷移過程をリブレットが無い
鉛直平板の場合と比較し，乱流遷移のメカニズムのチャネル
形状依存性を検証する．リブレットは乱流摩擦抵抗の低減を目的に 1$6$ によって開発されたもので，熱流体系というより非熱流体系で頻繁に用いられる乱流パッシブ制御法である．リブレットそのものは高速・低速ストリークによる縦渦を抑制することを目的としているが，上記の目的遂行のため
本報ではあえて熱流体自然対流系に適用した解析を試みる．

)LJ  /RZHU KDOI RI WKH FRPSXWDWLRQDO GRPDLQ ZLWK  ULEOHWV

2. 解析系)LJ に例としてリブレットが  つ設置された場合 (n =4) における計算領域をチャネル半幅 z = Lz /2 で割った半分
defの領域 Ω3H = [0, Lx ]×[0, Ly ]×[0, Lz /2] を示す．実際の計算では )LJ の構造をもったチャネルが z = Lz /2 で鏡面対def

象に位置する矩形チャネル Ω3V = [0, Lx ] × [0, Ly ] × [0, Lz ]を計算領域としている．z = 0, Lz の面が発熱面であり，ここでは一定温度 T = Ts に保持されている．長さ L2 ，高さ L3 のリブレットがスパン方向に 0 ≤ n ≤ 7 個設置されており，チャネル前縁から距離 L1 の部分にリブレッ
ト前縁が位置するように並べられている．リブレットそのものは断熱壁を仮定している．解析では，リブレットの個数 n および設置条件 L1 , L2 , L3 を種々変えて伝熱特性・
渦構造の時間発展を調べる．本計算では主に臨界点近傍
po = 229 N3D > pc , To = 5.25 . < Tpc Tpc は po における擬臨界温度 に着目するが，熱的緩和過程の特異性が少なく対流が支配的になる次の条件を満足する系を仮定する．

|Ω3V |−1p(r, t)d r ∼ po
3



Ω3V

以下に本計算で用いた  次元流体基礎方程式を記す．

∂t ρ + uj ∂j ρ = −ρ∂j uj



∂t ui + uj ∂j ui = −ρ−1 ∂i p + ρ−1 ∂j τij − ge1∂t e + uj ∂j e = −ρ−1 ∂j qj − (p/ρ) ∂j uj − (τij /ρ) ∂j ui

dp = (∂p/∂ρ)e dρ + (∂p/∂e)ρ de 式は熱的状態方程式 p = p(ρ, e) の全微分形である．ここで応力テンソル τij = 2μSij − (2/3)μSkk δij  変形速度テン
ソル Sij = (∂j ui + ∂i uj ) /2 熱流ベクトル qj = −λ∂j T である．δij はクロネッカーのデルタ，μ λ は粘性係数及び熱伝導率を意味する．計算手法としては )'0 を 圧力処理は
圧力補正型 ,&( 法を採用した．

)LJ  /RFDO 1XVVHOW QXPEHU YV ORFDO 5D\OHLJK QXPEHU
 結果と考察
3.
)LJ に計算結果の一例として，n = 0 の場合 581 と+
n = 7, x+
1 = x1 /Lx = 0.08, x2 = x2 /Lx = 0.83, L3 /Lz =0.4 の場合 581 の局所ヌセルト数 N ux と局所レイリー
数 Rax の関係を示す．581 の場合，Raxc ∼ 1 × 1011 近
傍で乱流に遷移し熱伝達特性が向上している．一方でリブレットが  個設置された 581 においては 581 のような明確な乱流遷移は見出されずに Rax > Raxc になっても熱伝達係数は 581 より小さい．これはリブレットにより混合効果が抑制されることに起因していると考えられる．しかし局所レイリー数の増大に従い徐々に熱伝達特性が向上
し，リブレットが無くなる x+ > x+
2 , (Rax > Rax2 ) 以降で熱伝達係数が 581 とほぼ等しくなる傾向が得られた．また 581 の場合，Rax1 = 4 × 109 ≤ Rax ≤ Raxc 付近において，境界層方程式 %/( から得られる層流理論解のまわりで揺らぎ始める．これはリブレット前縁が一種のトリッピ
ングワイヤー効果をもたらしていることに起因している．渦構造と伝熱特性の関係は当日議論する．
参考文献

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謝辞 本研究は日本学術振興会科学研究費補助金（若手研究% の助成を得て行ったものである．

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第82回

2010年度春季低温工学・超電導学会

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計測 / 流動特性࿁ォဳૐ᷷䋶రኻะ䉴䊌䉾䉺䈮䉋䉎ធว㔚ᭂ↪ 㪥㪹 ෸䈶 㪫㪸 ⭯⤑૞⵾㩷䈫ធว䈻䈱ㆡ↪㩷㪝㫆㫉㫄㪸㫋㩷㪽㫆㫉㩷㫇㫉㪼㫊㪼㫅㫋㪸㫋㫀㫆㫅㩷㫊㫌㫄㫄㪸㫉㫐㩷㩷⻉ᯅ㩷 ା৻䋬ᴡ㊁૓੺䋬ᵄᄙ㊁㓷਽䋨ጊญᄢቇᄢቇ㒮ℂᎿቇ⎇ⓥ⑼䋩㩷
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Multi-Facing Cathodes with 6 targets
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Fig. 2. I-V characteristics of Nb/AlOx-Al/Ta/Nb junction㩷measured at 4.2K. Vert.: 2mA/div, Horiz.: 1mV/div.
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