获取ITER（国际热核聚变实验堆）用超导电缆的订单
～为实现梦寐以求的永久性能源贡献力量～

2014年10月24日

本公司接到了日本核能研究开发机构的、为目前正在法国建设的ITER（国际热核聚变实验堆）提供大约30吨超导电缆的订单。

加上之前接受的ITER用超导电缆的订单，总金额已达约25亿日元。这些超导电缆的计划交货时期为2015年2月至2016年10月。

背景

ITER是为了从科学技术的角度证实核聚变能源是存在的而由日本、欧盟（EU）、俄罗斯、美国、韩国、中国、印度七大国家及地区联合推进的超大型国际项目。

在ITER中，为了实现核聚变反应，需要将1亿度（℃）以上的高温等离子体封闭在强大的磁场内，同时利用强磁场变化使该等离子体产生较大的电流。日本方面负责制作产生变化磁场的7个中心螺线管（CS）（1个为备用）所用的Nb3Sn（注释1）超导体，本公司在这其中主要是根据本次订单制造2个中心螺线管所用的超导电缆。

概要

在今年2月份发生的创纪录大雪中，本公司日光事业所的超导工厂部分受灾，此后，我们专心致力于灾后的重建工作，恢复了ITER用超导电缆的生产。在日光伸铜工厂，进行着从具有高稳定性的超导材料所需的、可满足残余电阻比（RRR）（注释2）﹥350的1级无氧铜（注释3），到与超导材料复合在一起的超导线材的一体化生产。加之全部工序使用的都是通过水力发电提供的清洁电力，实现了CO2的排放量为其他同规模工厂的50%以下。

由此生产出的超导线材再经古河电工集团的古河电工产业电线株式会社（总公司：东京都荒川区  社长：服部 吉孝）与株式会社VISCAS（总公司：东京都品川区  社长：佐久间 进）进行捻线处理。在雪灾影响尚未完全消除的情况下，通过发挥集团的综合实力，恢复了从素材到捻线这一较长且复杂的制造工序的生产，最终赢得了订单。

此外，本公司还实现了低温（金属系列）与高温（氧化物系列）超导材料的工业化，可提供广泛的产品。在ITER等大型项目、MRI及NMR等商用应用程序中，低温超导还占有较大比重。另一方面，在需要高磁场的领域中同时也需要高温和低温超导，而本公司是唯一可提供兼具高温与低温解决方案的超导电缆生产厂商。

产品特点与数据规格

  • 以铜和锡合金为基材制造的Nb3Sn超导线材，在12T的高磁场和4.2K的极低温环境下拥有世界上最高的临界电流密度（注释4）1.2kA/mm2。
  • 超导电缆是由576根直径为0.83mm的超导线材和288根相同尺寸的铜线捻合而成的，外径约为34mm。在评价通电性能的通用试验中，达到了世界上最高的开始分流温度（注释5）7.4K（45.1kA、10.85T）。
超导线材,超导电缆

用语解释

（注释1）Nb3Sn：
金属系列超导材料中，NbTi（钛铌）合金系列与Nb3Sn（铌三锡）金属间化合物得到了实际应用。在液氦温度（4.2K）下，为了产生超过10T（特斯拉）的磁场，需要超导电性消失的临界磁场（Hc2）较高的Nb3Sn（Hc2=24T）。在13T的磁场中运转的ITER-CS采用了Nb3Sn超导材料。

（注释2）残余电阻比（RRR）：
是指室温下的电阻÷极低温（4.2K）下的残余电阻而得到的材料特性。具有高稳定性的超导材料需要较高的RRR（低残余电阻）。

（注释3）1级无氧铜：
用于收发信用真空管和微波管等电子管的无氧铜。特别是被施加较高电场、在超高真空中使用时，需要氧含量在10ppm以下、结晶颗粒大小也被严格限定的无氧铜。

（注释4）临界电流密度（Jc）：
是指在一定的温度和磁场下，超导电性不消失时通过的极限电流密度（最大电流密度）。如果是Nb3Sn线，则规定为除去较稳定铜的部分后的单位面积的电流值。

（注释5）开始分流温度（Tcs）：
是指在一定的磁场下，通过额定电流的极限温度（最高温度）。作为超导体，会从外部流入热量或导体自身发热，因此为了实现稳定运行，相对于设计温度需要保证充分的Tcs余量。

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