概要

高温超電導体（HTS）は、医療、輸送、エネルギーなどの分野で応用が期待されています。特にREBCO（Rare-earth Barium Copper Oxide）材に代表される高温超電導線材は、液体窒素温度でも超電導状態を実現できるため、実用化に向けた研究開発が活発に進められています。超電導線材における課題のひとつに遮蔽電流磁場の問題があります。REBCOなどの高温超電導線材では、垂直方向の磁場により大きな遮蔽電流が誘導され、この遮蔽電流は設計上の課題となり、性能に悪影響を及ぼす可能性があります。遮蔽電流はコイル内部に付加的な遮蔽電流磁場を発生させ、コイルに流れる電流による磁場の、特に径方向成分との相互作用があり、正確な予測が困難なため、シミュレーションでの評価が重要です。
本事例では、REBCOテープを無絶縁の状態で巻いたREBCOパンケーキコイルを対象に、局所的な常電導が発生した場合のコイル内の電磁的挙動を再現しました。結果として、隣接するテープに電流が流れることが確認できました。

図1　REBCOパンケーキコイルモデルと仕様
REBCOコイルモデルの一部を局所的に常電導化したモデル（左図）とREBCOコイルの仕様（右表）を示します。