AbstractA low ac loss (Nb, Ti)3Sn bundle-type forced-flow-cooled multifilamentary superconductor was developed for application as a toroidal field coil (dc operation) and a poloidal field coil (pulsed operation) of the fusion reactor. The diameter of the filament was reduced to 1.42 μm (the finest possible in the present technical stage) and filaments in the bronze matrix and the stabilizing copper were segmented by the high resistive CuNi layer and Nb barriers for the reduction of ac losses. The ac losses of a superconducting strand measured by an improved boil-off method are lower than for an ac superconducting (NbTi/Cu/CuNi) wire.A small forced-flow-cooled superconducting coil manufactured with this conductor (rated current Id = 2.5 kA, Bmax = 10 T) showed a high stability margin in dc operation. Repeated pulse operation to the rated current with a high sweeping rate of 13 kA/s (0.85 T/s) was possible without quench in a backup field of 10 T.
超電導材料である（Nb,Ti）3Snバンドル型強制流動冷却多芯超電導体は、核融合炉のトロイダル磁場コイル（直流運転）およびポロイダル磁場コイル（パルス運転）への応用を目的として開発された。フィラメント径は1.42μm（現在の技術水準における最小径）まで細線化され、交流損失低減のため、ブロンズマトリックス中のフィラメントおよび安定化銅は、高抵抗のCuNiバリア層とNbバリア層によって分割された。改良型ボイルオフ法により測定した超電導ストランドの交流損失は、交流用超電導（NbTi/Cu/CuNi）線材のそれよりも低い値を示した。本導体を用いて製作した小型強制流動冷却超電導コイル（定格電流Id = 2.5 kA、最大磁束密度Bmax = 10 T）は、直流運転において高い安定性マージンを示した。また、10 Tの背景磁場中において、13 kA/s（0.85 T/s）の高い電流掃引速度での定格電流までの繰り返しパルス運転が、クエンチを生じることなく可能であった。