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概要
核融合炉マグネット向けに、高温超電導（HTS）テープ線材を束ねた大電流集合導体の開発が進められています。積層型HTS導体では、パルス通電時に生じる表皮効果によって電流が導体外周に偏向し、通電損失の増大や導体中心付近の不均一な電流分布（偏流）が大きな課題となります。複雑な内部構造を反映して導体内部の電磁現象を正確に捉えることは、HTS導体の最適設計に有効です。
ここでは、TSTC（Twist-Stacked Tape Cable）型導体の一種であるVIPER導体を対象に、3次元有限要素解析を用いて、直線構造および撚り構造におけるパルス通電時の損失と電流分布を評価します。
ここでは、TSTC（Twist-Stacked Tape Cable）型導体の一種であるVIPER導体を対象に、3次元有限要素解析を用いて、直線構造および撚り構造におけるパルス通電時の損失と電流分布を評価します。
損失と電流密度分布
図1に直線構造と撚り構造の損失、図2に1.5秒時における超電導層の電流密度分布を示します。
図1より、 電流が最大となる1.5秒時において損失がピークを示しており、直線構造は損失41.7(mW)に対し、撚り構造にすることで34.2(mW)まで低減していることが確認できます。
図2より、直線構造では、積層HTSテープの外周側に電流密度が集中する様子が確認できます。一方、撚り構造では局所的な高電流密度領域が減少しています。これは、撚りによって近接効果が低減したためと推察されます。
