■事業の内容
船舶への超電導技術の応用として、当財団では超電導電磁推進装置の開発を進めてきたが、平成４年６月に実験船「ヤマト１」が世界初の海上航走に成功し、超電導電磁推進装置が船舶の推進装置として使用できることが実証された。
しかしながら、超電導電磁推進船の実用化のためには超電導磁石の高磁界化を始めとして、大口径化、軽量化、励磁方法、冷凍技術等の技術開発が必要である。
本事業では、超電導磁石の高磁界化、海水の導電率向上等について広く情報を集めるとともに、超電導電磁推進装置の高出力化に関する研究課題について調査研究を行い、超電導電磁推進船の実用化を図るため、以下の事業を実施した。
[1] 超電導電磁推進船用永久電流スイッチの概念設計
平成８年度に開発した３，０００Ａ級Ｎｂ3 Ｓｎ永久電流スイッチを用いて、定格通電流以上の電流を流す限界通電試験等の基礎実験を行うとともに、Ｃｕ−３０ｗｔ％Ｎｉ基材のＮｂ3 Ｓｎ超電導線を試作して特性試験を行なった。また、試験結果を基に１０，０００Ａ級永久電流スイッチの概念設計を行った。
[2] 高磁界用線材の性能向上等の調査研究
Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線材による高磁界超電導コイルの巻き線時の性能劣化原因究明を行うため、試作コイルを製作し絶縁特性試験を行うとともに、ハーフターンコイルを製作し、熱処理特性の調査および高磁界実験装置によるクエンチ特性試験の準備を行った。
また、実験用超電導コイル巻き線部のエンドパーツの設計およびコイル固定用エポキシ樹脂含浸装置の設計・製作を行った。
[3] 海外における開発状況の調査
海外における超電導磁石や超電導電磁推進関連の開発状況等について、国際会議に参加し、情報収集及び調査を行った。
ａ．会議名 第１５回国際磁石会議
（15th International Conference on Magnet Technology)
ｂ．開催日 １９９７年１０月２０日〜２４日
ｃ．場 所 中華人民共和国 北京市
ｄ．参加者 玉 眞 洋（第二研究調査部 部長）
ｅ．会議内容 超電導電磁推進装置、強磁界磁石、高温超電導、加速器等
[4] 委員会の開催
開催日および主な審議事項（３回開催）
○第１１回 平成９年５月２１日（水）
・平成９年度事業計画について
・平成９年度事業実施計画（案）について
○第１２回 平成９年１２月１５日（月）
平成９年度事業実施経過について
・１，００００級永久電流スイッチの開発
・化合物超電導磁石の開発研究
○第１３回 平成１０年３月３日（火）
・平成９年度事業報告書（案）について
■事業の成果
超電導電磁推進船「ヤマト１」の実海域における航走実験の結果、超電導電磁推進装置が船舶の推進装置として使えることが実証された。しかし、その実用化のためには、高磁界・大口径超電導磁石の開発を始めとして、励磁システムや冷凍システムなど開発すべき技術課題が数多くある。
本年度は、平成７年度から実施している「Ｎｂ3 Ｓｎ超電導コイル巻き線技術の開発」および「Ｎｂ3 Ｓｎ永久電流スイッチの開発」を引き続き行った。
まず、「Ｎｂ3 Ｓｎ超電導コイル巻線技術の開発」に関しては、平成７年度に製作した超電導コイル巻線機によりＮｂ3 Ｓｎを用いた試作コイルを製作し、直線部分についての巻き線状況の確認を行った。また、Ｎｂ3 ＳｎとＮｂ3 Ａｌ超電導線材でハーフターンコイルを製作し、熱処理後の絶縁特性について調査を行った。
更に、実験用コイルを製作するため、コイル性能に大きく影響するコイルエンドパーツの設計を行うと共に、実験用コイル固定用エポキシ樹脂含浸装置の設計・製作を行った。
また、「Ｎｂ3 Ｓｎ永久電流スイッチの開発」に関しては、１０，０００Ａ級大電流・高安定性永久電流スイッチの開発を目的として、平成８年度に製作した３，０００Ａ級「Ｎｂ3 Ｓｎ永久電流スイッチ」の限界電流通電試験および耐振性向上のための加振試験を行うと共に、１０，０００Ａ級「Ｎｂ3 Ｓｎ永久電流スイッチ」の概念設計を行った。本事業における成果は次のとおりである。
[1] 超電導電磁推進船用永久電流スイッチの概念設計
[1] ３，０００Ａ級永久電流スイッチの限界通電試験を行った結果、本永久電流スイッチの１テスラにおける限界電流は４，８００Ａと推定される。また、振動試験の結果、高周波数の振動が加わる場合は電流リード部の振動を抑制する様な構造が必要であることが分かった。
[2] １０，０００Ａ級Ｎｂ3 Ｓｎ永久電流スイッチの概念設計では、単一構成と並列構成の両方で検討を行った結果、質量・体積、安定性の点から単一構成が適しており、単一構成での質量は４６kg、大きさは直径４００mm、高さ１１０mmの円筒形状となった。単位［オフ抵抗値×（電流）2 ］当たりの質量および体積について、「ヤマト１」で使用した４，０００ＡＮｂＴｉ永久電流スイッチとを比較すると、質量で２０％、体積で１５％の軽量・コンパクト化が図れた。
[3] オン−オフ特性の計算機シミュレーションでは、オフ抵抗６Ωの単一構成の場合ヒーター加熱２００Ｗで１８０秒後に超電導線が１００％常電導転移することが分かった。
[4] 以上より、Ｎｂ3 Ｓｎ超電導線を使用した大電流・高安定性の永久電流スイッチの見通しを得ることができた。
[2] 高磁界用線材の性能向上等の調査研究
[1] 超電導コイル巻線機を用いてＮｂ3 Ｓｎ試作コイルを製作し、コイル直線部の巻き線状態および低温時の絶縁特性を調査し、問題ないことを確認した。
[2] Ｎｂ3 ＳｎとＮｂ3 Ａｌ超電導線材でハーフターンコイルを製作し、熱処理後の絶縁特性を調査した。また、Ｄ２０高磁界実験装置で高磁界中におけるコイルの挙動に関するデータを取得した。
[3] 巻き線時の性能劣化原因究明のための実験用コイルを製作するために、コイルエンドパーツ（コイル端部部品）の設計および含浸治具の設計・製作を行った。
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