京都大学 京都大学

Superconductivity Engineering

Numbering Code G-ENG10 5C613 LB72 Year/Term 2022 ・ First semester
Number of Credits 2 Course Type Lecture
Target Year Target Student
Language Japanese and English Day/Period Mon.4
Instructor name NAKAMURA TAKETSUNE (Graduate School of Engineering Program-Specific Professor)
AMEMIYA NAOYUKI (Graduate School of Engineering Professor)
Outline and Purpose of the Course See Japanese version
Course Goals See Japanese version
Schedule and Contents This class is in English.

以下の各項目について講述する。各項目には、履修者の理解の程度を確認しながら、【】で指示した週数を充てる。各項目・小項目の講義の順序、それぞれに充てる講義週数は固定したものではなく、担当者の講義方針と履修者の背景や理解の状況に応じて、講義担当者が適切に決める。全１５回の講義の進め方については適宜、指示をして、履修者が予習をできるように十分配慮する。
講義は基本的に英語で行う。シラバスにある日本語のテクニカルタームなどに対応する英語について予習しておくことを期待する。

（１）序論（Introduction）【１週】（Introduction）：
超伝導工学を学ぶ上で理解しておくべき背景を概説する。

（２）超伝導現象の基礎（Basics of superconducting phenomena）【３～４週】：
超伝導体の基礎的物理現象について、量子論や熱力学を使って講述する。

（３）応用の基礎となる超伝導特性（Superconducting properties as basis of applications）【２～３週】：
超伝導体の具体的応用を考える上で必要な物理現象（例えば磁束ピン止め現象など）を概説する。

（４）第二種超伝導体の電磁特性（Electromagnetic phenomena in type II superconductor）【１週】：
磁気的不安定性、交流損失、常伝導転移などについて理解するために必要な第二種超伝導体の電磁特性（混合状態と臨界状態モデル、臨界電流と磁束フロー）について講述する。

（５）磁気的不安定性（Thermomagnetic instability）【１週】：
第二種超伝導体における基礎的な電磁現象であり、実用上も注意が必要な磁気的不安定性について講述する。

（６）ヒステリシス損失（Hysteresis loss of superconductor）【１週】：
超伝導体は交流で使ったときに発生する損失のうちでも代表的なヒステリシス損失について、モノリシック超伝導体を対象に発生機構と定量的表式について講述する。

（７）多心線の電磁現象（Electromagnetic phenomena in multifilament superconductor）【２週】：
磁気的不安定性抑制やヒステリシス損失低減のために多心化された超伝導線の電磁現象について講述する。具体的には、多心化によるヒステリシス損失低減、フィラメント間の電磁的結合と結合時定数、結合損失などについて講述する。

（８）超伝導ケーブル（集合導体）の電磁現象（Electromagnetic phenomena in superconducting cable (assemble conductors)））【０．５週】：
大電流化のために多心線や単心線を集合化した超伝導ケーブル（集合導体）では、ひとつ大きな空間スケールでの電磁現象が発現するので、これについて講述する。

（９）超伝導線のクエンチと保護（Quench / thermal runway of superconductor and protection ）【１.５週】：
極低温で使用する超伝導体に常伝導部が発生したときの振る舞いと、超伝導安定性・保護の考え方について講述する。

（１０）演習・フィードバック【１週】：
受講者の理解度を深めるため、適時、演習やフィードバックを実施する。

受講者の興味と時間的余裕次第では、以下の項目についても講義する。

（１１）超伝導体の電磁現象の数値解析（Numerical electromagnetic field analysis of superconductor）：
超伝導体の交流損失の評価のために有効な数値解析について紹介する。
Evaluation Methods and Policy Examination and report
Course Requirements None
Study outside of Class (preparation and review) Electromagnetism
Quantum dynamics
References, etc. 超電導工学, 電気学会
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