核融合研究向け高磁場センサーを結晶材料で実現(Crystal power: Magnetic field sensors for fusion research)

2026-07-14 サンディア国立研究所

米国サンディア国立研究所は、核融合発電の実現に向け、プラズマを閉じ込める超伝導磁場を高精度で監視する新しい磁場センサー技術を開発している。核融合炉では、プラズマの安定維持に磁場の精密制御が不可欠であるが、従来のセンサーは強い中性子照射や高温環境で性能低下や損傷を受けやすいという課題があった。研究チームは、過酷な核融合炉環境でも長期間安定して動作する耐放射線性・高耐久性を備えた磁場センサーの設計・評価を進め、将来の商用核融合炉への適用を目指している。これらのセンサーにより、リアルタイムで磁場を監視・制御することでプラズマ閉じ込め性能の向上や運転の安全性・信頼性の向上が期待される。本研究は、核融合エネルギーの実用化に必要な計測・制御技術の重要な基盤となる成果である。

核融合研究向け高磁場センサーを結晶材料で実現(Crystal power: Magnetic field sensors for fusion research)
A rare earth garnet used by Sandia National Laboratories researchers to measure intense magnetic fields, such as those needed for fusion research and high-energy physics experiments. Here, the crystal is being illuminated by a green laser. (Photo by Craig Fritz) Click on the thumbnail for a high-resolution image.

<関連情報>

短パルス高エネルギーパルスパワー加速器における磁場および電流の磁気光学測定
Magneto-optical measurement of magnetic field and electrical current on a short pulse high energy pulsed power accelerator

Israel Owens;Sean Coffey;Ben Ulmen;Richard K. Harrison;Alex Trujillo;Elaine Rhoades;Brandon McCutcheon;Chris Grabowski
AIP Advances  Published:October 05 2023
DOI:https://doi.org/10.1063/5.0171543

We describe a direct magneto-optical approach to measuring the magnetic field driven by a narrow pulse width (<10 ns), 20 kA electrical current flow in the transmission line of a high energy pulsed power accelerator. The magnetic field and electrical current are among the most important operating parameters in a pulsed power accelerator and are critical to understanding the properties of the radiation output. However, accurately measuring these fields and electrical currents using conventional pulsed power diagnostics is difficult due to the strength of ionizing radiation and electromagnetic interference. Our approach uses a fiber coupled laser beam with a rare earth element sensing crystal sensor that is highly resistant to electromagnetic interference and does not require external calibration. Here, we focus on device theory, operating parameters, results from an experiment on a high energy pulsed power accelerator, and comparison to a conventional electrical current shunt sensor.

2001原子炉システムの設計及び建設
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました