AbstractThe TOKI-MC (called “Module Coil” before), a superconducting solenoid, is one of the R&D coils for the Large Helical Device (LHD). The coil was made of one of the candidate conductors for the helical coils on its actual size. Being rated at 20 kA operating current and 11 MJ stored energy, the coil was designed to simulate almost all major parameters of the helical coils, i.e., conductor torsional rate, electromagnetic force of 10 MN/m, operating current, magnetic field of 7.7 T, current density in the winding of 40 A/mm2, and pool-boiling cooling method. The conductors had 19 mm square cross sections and are a composite of NbTiCu compacted cable, aluminum stabilizer, and copper mechanical sheath. The conductors were wound with a maximum torsional rate of 36°/m on a three-dimensionally shaped stainless-steel winding form. The coil forming was operated in twist-and-wind way piece by piece. Seven conductors were wound in layers with 0.4 m inner diameter, 0.7 m outer diameter, and 0.4 m height. The finished winding was canned into a stainless-steel coil case, having a mass of 5300 kg altogether.
抄録TOKI-MC（旧称「モジュールコイル」）は、超伝導ソレノイドであり、大型ヘリカル装置（LHD）用に開発されたR&Dコイルの一つである。本コイルは、ヘリカルコイル用の候補導体の一つを実寸大で製作したものである。定格電流20 kA、蓄積エネルギー11 MJを有し、導体のねじり率、電磁力10 MN/m、作動電流、磁場7.7 T、巻線部の電流密度40 A/mm²、プール沸騰冷却方式など、ヘリカルコイルの主要パラメータのほぼ全てを模擬するよう設計された。導体は19 mm角の断面を持ち、NbTi/Cuコンパクト化撚線、アルミ安定材、銅製機械外装からなる複合導体である。この導体は、三次元形状を有するステンレス鋼製巻枠に対し、最大36°/mのねじり率で巻線された。巻線はツイスト・アンド・ウィンド方式により1本ずつ施工され、内径0.4 m、外径0.7 m、高さ0.4 mの範囲に7本の導体が層状に巻かれた。完成した巻線体はステンレス鋼製のコイル容器に収納され、総質量は5300 kgである。