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核融合炉材料研究の最新の現状と課題：超伝導磁石および超伝導材料

机译：核聚变反应堆材料研究的最新进展和问题：超导磁体和超导材料

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強い磁場を作り出すのは電磁石である．銅線を円筒状に巻き，電気を流せば円筒の長手方向に磁場ができる．1970～80年代に作られた実験装置では，磁場を発生する磁石に水冷電磁石が用いられた．導体として中心に冷却水を流すための穴がある銅パイプが用いられた．銅は電気抵抗があり，通電するとジュール発熱が起こる．例えば，断面積30mm{sup}2，長さ1kmの純銅パイプに1秒間100A通電すると，室温での電気抵抗率を1.7×10{sup}(-8)Ωmとして，約5.667kJ/sの発熱となる．冷却しないまま1分間通電すると発熱量は340kJとなり，導体の温度は約3.3度上昇する．（比熱を385J/kg/K，比重を8,960kg/m{sup}3とする．）磁場の強さは電流に比例するため，この10倍の磁場を得るために10倍の電流を流すと発熱は100倍になり，温度上昇は300度を超えることになる．このように導体として銅を用いると発熱が大変大きく，大型の電磁石を作ることはほとんど不可能である．超伝導状態は電気抵抗がゼロの状態であり，上述したようなジュール発熱は起こらない．また，導体の電流密度を上げることができる．このようなことから，近年，設計，建設されている磁場閉じ込めプラズマ実験装置では超伝導磁石が用いられている．
机译：是电磁体产生强大的磁场。通过将铜线缠绕到圆柱体中并通电，会在圆柱体的纵向方向上产生磁场。在1970年代和1980年代制造的实验设备中，水冷电磁体被用作产生磁场的磁体。使用具有用于使冷却水流动的孔的铜管作为导体。铜具有电阻，通电时会产生焦耳热。例如，当将横截面积为30 mm {sup} 2且长度为1 km的纯铜管通电100 A持续1秒时，室温下的电阻为1.7×10 {sup}（-8）Ωm，并产生约5.667 kJ / s的热量。它成为了。在不冷却的情况下通电1分钟，发热量变为340 kJ，导体的温度上升约3.3度。 （比热为385 J / kg / K，比重为8,960 kg / m {sup}3。）由于磁场强度与电流成正比，如果施加10倍的电流以获得10倍的磁场，发热将增加100倍，温度上升将超过300度。当以这种方式将铜用作导体时，发热非常大，并且几乎不可能制造大的电磁体。在超导状态下，电阻为零，并且不会发生如上所述的焦耳热产生。另外，可以增加导体的电流密度。因此，近年来，超导磁体已被用于磁场限制等离子体实验装置中，该装置已被设计和构造。

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