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論文掲載決定(Plasma and Fusion Research誌)!!

更新日:

2020/02/22

2続きのいい感じの日に素晴らしい知らせが参りました。Plasma and Fusion Research誌に投稿した陳W君(D3)の論文の受理通知です。

以下は内容紹介です。(文責 D3 陳偉熙)

本論文の題目は「 Investigation for Contact Interface of Mechanical Lap Joint Fabricated with High-Temperature Superconducting Conductor Using X-ray Microtomography 」です。核融合炉の超伝導マグネットを分割製造できることを目指した接合部の研究開発において、先の論文で報告したX線CTスキャンを活用して、接合部の製作手順による電気的性能への影響を評価した内容となっています。これまでの接合部の開発において一番有力とされているのは機械的ラップジョイントという接合方法であり、これはテープ状となっている超伝導線材を向かい合わせにし、間にインジウムという柔らかい金属を入れて両線材を圧縮する方向に圧力を加えて接合するものです。これを複層の超伝導線材がある導体に適用したとき、一層ずつばらばらの状態で整列してから一気に加圧するSimple-stack法と、予め層間を固定し接合部のバーツと導体それぞれに成形してから加圧するJoint-piece法が今後の大型導体を製作する際の手順として検討されてきました。しかし、両手順の違いが接合部の電気抵抗にもたらす影響は不明確だったので、本研究はX線CTスキャンを用いて接合部を内部観察し、接触面積あたりの電気抵抗をもって両手順を導入した際に起こる電気的性能の差異を議論しました。結果として電気的性能のおいて違いは認められませんでしたので、製作する環境に応じて適切な手順を導入できるということがわかりました。

本研究の内容は革新的な新技術の確立や大きな成果というわけではありませんが、着実に前に一歩進めたということが実感できました。お忙しい中論文の内容を添削するのに時間をかけていただいた先生方にこの場を借りてお礼を申し上げます。ありがとうございました。

論文の情報は以下の通りです。

Author: Weixi Chen, Satoshi Ito, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume

Title: Investigation for Contact Interface of Mechanical Lap Joint Fabricated with High-Temperature Superconducting Conductor Using X-ray Microtomography

Abstract: Joint winding of high-temperature superconducting (HTS) helical coil with conductor segments that are connected using bridge-type mechanical lap joints is considered as a promising method of fabricating magnet for a FFHR heliotron-type fusion reactor. Although methods for joining large-scale HTS conductor has been developed using the “simple-stack” and “joint-piece” procedures, the difference between these procedures is unclear. In this study, the two-row-four-layer joint samples were fabricated via the two joining procedures and compared in terms of contact resistivity. Joint thickness and joint resistance were measured; the contact area at the contact interface was evaluated using an X-ray computer tomography scan, to obtain the precise contact resistivity of the joint. The contact resistivity of the sample fabricated via the “simple-stack procedure” ranged from 2.41–5.15 pΩm2 , whereas that of the sample fabricated using the “joint-piece procedure” ranged from 1.98–6.07 pΩm2. There was no significant difference between the procedures in terms of contact resistivity range. Considering the characteristics of joint thickness and location distribution of each lap joint, the inhomogeneous joining pressure was the primary factor affecting contact resistivity. As the similarity of electrical performances of the two procedures was clarified, future studies should focus on the manufacturability of large-scale joints.

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