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直径５２ｍｍの室温空間定常磁場世界最高の３５．５テスラを達成
【その他】発信：2005/03/10(木) 12:05:11
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物質・材料研究機構（岸輝雄理事長）強地場研究センター磁場発生技術グループの浅野稔久主幹研究員らは、水で冷やしながら常伝導を導く新開発の水冷銅マグネットを既存の超電導マグネットに組み込むことで、直径５２ｍｍの室温空間に一定時間維持できる定常磁場として世界最高の３５．５テスラ（Ｔ）を記録した。従来に比べ３．２Ｔもの記録更新で、高温超伝導体に関する機構の解明や磁場中での新現象の発見などに役立つという。
複数のマグネットを組み合わせるハイブリッドマグネットは、定常磁場を最も効果的に発生できるとされ、世界で開発が進んでいる。それを構成する一つには、水で冷やしながら高電流密度を達成して常伝導を導く水冷銅マグネットが知られる。ただ、水冷銅マグネットには寿命の短さという欠点があり、浅野主幹研究員らは、銅マグネットの最適化研究を進めていた。
実験では、円盤状のビッター盤を積層して作製するビッター型水冷銅マグネットに注目してコイル設計を再検討した。まず、ビッター盤の冷却孔の配置、大きさなどの最適化を進め、電磁応力の分散、冷却効率の向上を図った。さらにボルト形状の変更や、マグネットとして完成させるためのボルトの締め付け位置の変更などを施して高電流密度の形成を狙った。また、ビッター盤の積層枚数を変えて電流密度に傾斜をもたせ、電力効率を向上させた。
数多くのパターンで発生磁場を計測した結果、磁場の発生効率ができるだけ高くなる組み合わせが見つかった。この場合、コイル温度の上昇がより良く抑えられることになり、寿命も設計からの予想に比べて伸びていたという。
これを、超伝導マグネットに組み込み、５２ｍｍの室温空間で発生する磁場を計測。超伝導マグネットで１４．０５Ｔ、水冷銅マグネットで２１．４９Ｔとなり、合わせると３５．５Ｔになり世界最高記録だった。
研究用などでは、室温空間が５２ｍｍを確保するマグネットが求められており、これに対応する高磁場のマグネットが完成したことになる。浅野主幹研究員らは今後、さらに手法を改良した水冷銅マグネットを開発していくとしている
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