概要
高温超電導コイルは装置の小型化・軽量化、高効率化が可能なため、核融合やMRI、電力ケーブル、リニアモーターカーなど、幅広い分野における開発や実用化が進められています。超電導機器の実用化における主な課題の一つとして、コイルの一部が超電導状態から常電導状態に転移するクエンチの発生が挙げられます。クエンチの発生は超電導機器の損傷につながるため、シミュレーションによる正確な予測が重要です。
本事例では、高温超電導体であるREBCO（希土類系銅酸化物）テープ線材を使用した無絶縁パンケーキコイルの過電流解析を通して、クエンチ現象の挙動予測を行いました。結果として、クエンチの発生により温度が上昇した領域と、その領域を避けるように電流が超電導層から銅層に分流していることが確認できました。
| 内径 | 60 mm |
| 外径 | 66 mm |
| ターン数 | 3 |
| テープ幅 | 4 mm |
| 銅層厚さ | 20 μm |
| 基盤層厚さ | 50 μm |
| 超電導厚さ | 10 μm |
| n値 | 29 |
図1 無絶縁パンケーキコイルモデル
REBCOテープ線材を使用した無絶縁パンケーキコイルモデルの全体図（左図上）とコイル断面図（左図下）、コイルの仕様（右表）です。
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