JP2000133514A - Current lead for superconducting coil - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は常温下にある電源と
低温下にある超伝導コイルとを接続するために用いられ
る超伝導コイル用電流リードに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current lead for a superconducting coil which is used to connect a power supply at room temperature and a superconducting coil at low temperature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば核融合炉におけるプラズマ閉じ込
めのための強磁場は超伝導コイルによって発生させてい
る。このような超伝導コイルは４Ｋ程度の低温に保持さ
れるが、この超伝導コイルを励磁する電源は常温に設置
される。このため、電源および超伝導コイルを含む電気
回路の一部である電流リードの温度は常温から低温まで
変化している。この電流リードにおいては、温度差によ
る熱伝導および電流によって発生するジュール熱が原因
となって、低温側への熱侵入が生じる。電流リードを通
しての常温側から低温側への熱侵入は、大型の超伝導コ
イルシステムへの熱侵入の半分以上を占める。したがっ
て、超伝導コイルの安定性および運転の経済性の観点か
ら、この熱侵入をできる限り低くすることが好ましい。2. Description of the Related Art For example, a strong magnetic field for confining plasma in a fusion reactor is generated by a superconducting coil. Such a superconducting coil is kept at a low temperature of about 4K, but a power supply for exciting the superconducting coil is set at a normal temperature. For this reason, the temperature of the current lead, which is a part of the electric circuit including the power supply and the superconducting coil, changes from room temperature to low temperature. In this current lead, heat conduction to the low temperature side occurs due to heat conduction due to the temperature difference and Joule heat generated by the current. Heat penetration from the cold side to the cold side through current leads accounts for more than half of the heat penetration into large superconducting coil systems. Therefore, from the viewpoint of the stability of the superconducting coil and the economics of operation, it is preferable to reduce this heat penetration as much as possible.
【０００３】従来、電流リードを通しての熱侵入を低減
するためには、例えば図１に示すようなガス冷却型電流
リードが使われている。なお、電流リードは熱伝導率と
電気抵抗率との積が小さいことが望ましいので、銅、ア
ルミニウムなどの金属材料（常伝導体）が用いられてい
る。図１に示すように、クライオスタット１内の液体ヘ
リウム２中にコンジット３で覆われた超伝導コイルが設
置されている。コンジット３から引き出された多数の超
伝導素線４は多数の電流リード素線５と接続され、電流
リード素線５は電流リード管６に収納されてクライオス
タット１の外部へ引き出されている。このように多数の
電流リード素線５を用いることにより、断面積に対する
表面積の比率を増大させている。Conventionally, a gas-cooled current lead as shown in FIG. 1, for example, has been used to reduce heat penetration through the current lead. Since the current lead desirably has a small product of the thermal conductivity and the electric resistivity, a metal material (normal conductor) such as copper or aluminum is used. As shown in FIG. 1, a superconducting coil covered with a conduit 3 is provided in liquid helium 2 in a cryostat 1. A large number of superconducting wires 4 drawn out of the conduit 3 are connected to a large number of current lead wires 5, and the current lead wires 5 are housed in a current lead tube 6 and drawn out of the cryostat 1. By using such a large number of current lead wires 5, the ratio of the surface area to the cross-sectional area is increased.
【０００４】図１において、電流リード素線５を通して
の熱侵入により液体ヘリウム２が気化する。気化した冷
たいヘリウムガスは電流リード管６を通って多数の電流
リード素線５と効率よく熱交換し、電流リード管６の上
部から外部へ流出する。このように冷たいヘリウムガス
で電流リード素線５を冷却することによって、低温側へ
の熱流を低減している。In FIG. 1, liquid helium 2 is vaporized due to heat intrusion through the current lead wires 5. The vaporized cold helium gas efficiently exchanges heat with a number of current lead wires 5 through the current lead tube 6 and flows out from the upper portion of the current lead tube 6 to the outside. By cooling the current lead wires 5 with such a cold helium gas, the heat flow to the low temperature side is reduced.
【０００５】しかし、大型の大電流超伝導コイルにガス
冷却型電流リードを採用しても、電流リード管６からの
熱侵入が大きい。したがって、電力応用を考えると機器
の運転維持費が大きく経済性の点で問題があるため、さ
らに熱侵入を低減する必要がある。However, even if a gas-cooled current lead is used in a large large current superconducting coil, heat penetration from the current lead tube 6 is large. Therefore, considering the application of electric power, the operation and maintenance cost of the device is large and there is a problem in terms of economy, so that it is necessary to further reduce heat intrusion.
【０００６】このような背景から、最近、常温側に熱電
半導体または常伝導体、低温側に高温超伝導体（ＨＴ
Ｓ）を設けた電流リードの研究開発が行われている。[0006] Against this background, recently, thermoelectric semiconductors or normal conductors have been used at room temperature, and high-temperature superconductors (HT) have been used at low temperatures.
Research and development of current leads provided with S) are being conducted.
【０００７】このような電流リードの構成は、例えば、
特開平１０−１４４５１９に示されている。特開平１０
−１４４５１９においては、常温下にある電源と低温下
にある超伝導コイルとが、常温用熱電半導体、低温用熱
電半導体、および高温超伝導体を接合した電流リードに
より接続されている。The configuration of such a current lead is, for example,
This is disclosed in JP-A-10-144519. JP Hei 10
In -144519, a power supply at room temperature and a superconducting coil at low temperature are connected by a current lead to which a thermoelectric semiconductor for normal temperature, a thermoelectric semiconductor for low temperature, and a high-temperature superconductor are joined.
【０００８】電流リードの常温側に配置された常温用お
よび低温用の熱電半導体は、電流を流すとペルチェ効果
によりヒートポンプとして機能し、低温側から常温側へ
熱を汲み上げる。こうして、電流リードの常温側の温度
が下がり、低温側への熱侵入が低減される。また、高温
超伝導体は、液体窒素温度（７７Ｋ）近傍においても低
磁場であれば電気抵抗がなく、大電流を流すことがで
き、しかも発熱がない。The thermoelectric semiconductors for normal temperature and low temperature arranged on the normal temperature side of the current lead function as a heat pump by the Peltier effect when current flows, and pump heat from the low temperature side to the normal temperature side. In this way, the temperature of the current lead on the normal temperature side is reduced, and the heat penetration to the low temperature side is reduced. In addition, the high-temperature superconductor has no electric resistance in a low magnetic field even near the liquid nitrogen temperature (77 K), can flow a large current, and does not generate heat.
【０００９】実際には、上記電流リードと超伝導コイル
はクライオスタット内に配置され、さらに超伝導コイル
は液体ヘリウム内に設置されている。熱侵入によって気
化した低温ヘリウムガスが、電流リードを冷却したの
ち、常温側から外部へと流出する。電流リードを冷却す
ることによって、低温側への熱流を低減する。In practice, the current lead and the superconducting coil are disposed in a cryostat, and the superconducting coil is disposed in liquid helium. The low-temperature helium gas vaporized by the heat intrusion flows out from the room temperature side to the outside after cooling the current lead. Cooling the current leads reduces heat flow to the cold side.
【００１０】しかし、低温ヘリウムガスによる電流リー
ドの冷却は効率良く行われていなかった。[0010] However, the cooling of current leads by low-temperature helium gas has not been performed efficiently.
【００１１】低温ヘリウムガスは、電流リードの表面を
流れて外部へと流出する。電流リードを構成する高温超
伝導体は、通常バルク材であるため体積に対する表面積
の比が小さい。そのため、低温ガスが高温超伝導体の表
面を流れるだけでは冷却が効率的に行われない。また、
電流リードを構成する各熱電半導体は、通常厚さが数ｍ
ｍと薄いために表面積が小さい。そのため、低温ガスが
熱電半導体の表面を流れるだけではやはり冷却が効率的
に行われない。The low-temperature helium gas flows on the surface of the current lead and flows out. Since the high-temperature superconductor constituting the current lead is usually a bulk material, the ratio of the surface area to the volume is small. Therefore, cooling is not efficiently performed only by flowing the low-temperature gas on the surface of the high-temperature superconductor. Also,
Each thermoelectric semiconductor composing the current lead usually has a thickness of several meters.
The surface area is small because it is as thin as m. Therefore, the cooling is not efficiently performed simply by flowing the low-temperature gas on the surface of the thermoelectric semiconductor.
【００１２】このように、低温ガスによって電流リード
を冷却する効率が不十分であるために、電流リードを通
しての低温側への熱侵入を低減することが十分なものと
は言えなかった。As described above, since the efficiency of cooling the current lead by the low-temperature gas is insufficient, it has not been sufficient to reduce the heat penetration to the low-temperature side through the current lead.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、低温
ガスによる冷却の効率が高く常温側から低温側への熱侵
入を大幅に低減できる超伝導コイル用電流リードを提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a current lead for a superconducting coil which has a high cooling efficiency with a low-temperature gas and can greatly reduce heat penetration from a normal temperature side to a low-temperature side.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、電流リードの少なくとも一部を
ポーラス状に形成することとした。こうすることで、電
流リードの表面だけでなく電流リードの内部をも低温ガ
スが流れることができる。その結果、低温ガスと電流リ
ードとの間の熱交換の効率が増加し、低温ガスによる電
流リードの冷却の効率が高まる。こうして冷却効率が高
まることにより、電流リードを通しての低温側への熱侵
入を大幅に低減することができる。In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, at least a part of the current lead is formed in a porous shape. This allows the low-temperature gas to flow not only on the surface of the current lead but also inside the current lead. As a result, the efficiency of heat exchange between the low-temperature gas and the current lead increases, and the efficiency of cooling the current lead by the low-temperature gas increases. By increasing the cooling efficiency in this way, it is possible to greatly reduce heat penetration to the low-temperature side through the current leads.
【００１５】すなわち、本発明によれば、常温の電源と
低温の超伝導コイルとを接続する超伝導コイル用電流リ
ードであって、Ｎ型熱電半導体および／または常伝導
体、および高温超伝導体を接合した第１の電流リード
と、Ｐ型熱電半導体および／または常伝導体、および高
温超伝導体を接合した第２の電流リードとを有し、前記
第１および第２の電流リードの少なくとも一部がポーラ
ス状をなし、電源からの電流が第１の電流リード、超伝
導コイル、第２の電流リードを経て電源に戻る電流回路
を構成するように接続されたことを特徴とする超伝導コ
イル用電流リードが提供される。That is, according to the present invention, there is provided a current lead for a superconducting coil for connecting a power supply at room temperature and a superconducting coil at low temperature, comprising an N-type thermoelectric semiconductor and / or a normal conductor and a high-temperature superconductor. And a second current lead to which a P-type thermoelectric semiconductor and / or a normal conductor and a high-temperature superconductor are joined, and at least one of the first and second current leads. Superconductivity characterized in that a part thereof has a porous shape and a current from a power source is connected to form a current circuit which returns to a power source via a first current lead, a superconducting coil, and a second current lead. A current lead for a coil is provided.
【００１６】本発明においては、前記第１および第２の
電流リードのうち少なくとも一方は、熱電半導体がＢｉ
Ｔｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系またはＢｉＳｂ系熱電半導
体からなり、高温超伝導体がＢｉ系高温超伝導体からな
る傾斜機能材であることが好ましい。In the present invention, at least one of the first and second current leads is made of a thermoelectric semiconductor of Bi.
It is preferable that the high-temperature superconductor is made of a Te-based, BiTeSb-based, or BiSb-based thermoelectric semiconductor, and the high-temperature superconductor is a functionally gradient material formed of a Bi-based high-temperature superconductor.
【００１７】また、本発明においては、低温側からポー
ラス状の部分を通って常温側へと流れる低温ガスとの間
で熱交換することが好ましい。In the present invention, it is preferable that heat is exchanged with a low-temperature gas flowing from a low-temperature side to a normal-temperature side through a porous portion.
【００１８】さらに、本発明においては、前記第１およ
び第２の電流リードのうち少なくとも一方は、高温側の
端部または低温側の端部のうち少なくとも一方にポーラ
ス状の常伝導体をさらに有していることが好ましい。Further, in the present invention, at least one of the first and second current leads further has a porous normal conductor on at least one of a high-temperature end and a low-temperature end. Is preferred.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】本発明の超伝導コイル用電流リー
ドを構成する材料としては、以下のようなものが用いら
れる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The following materials are used as a material for forming a current lead for a superconducting coil according to the present invention.
【００２０】Ｎ型およびＰ型熱電半導体としては、例え
ば、ＢｉＴｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系またはＢｉＳｂ系
熱電半導体などが用いられる。より具体的には、ＢｉＴ
ｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系熱電半導体としては、Ｂｉ2
Ｔｅ3 、（ＢｉＳｂ）2 Ｔｅ3 などが用いられる。As the N-type and P-type thermoelectric semiconductors, for example, BiTe-based, BiTeSb-based or BiSb-based thermoelectric semiconductors are used. More specifically, BiT
Bi-based or BiTeSb-based thermoelectric semiconductors include Bi 2
Te 3 , (BiSb) 2 Te 3 or the like is used.
【００２１】これらの熱電半導体は、不純物として例え
ばＳｂＩ3 を添加することによりＮ型になり、例えばＰ
ｂＩ3 を添加することによりＰ型になる。また、構成元
素の量を化学量論比からわずかにずらすことによって
も、Ｎ型またはＰ型に変化させることができる。These thermoelectric semiconductors become N-type by adding, for example, SbI 3 as an impurity.
P-type is obtained by adding bI 3 . Also, by slightly shifting the amount of the constituent element from the stoichiometric ratio, the element can be changed to N-type or P-type.
【００２２】ＢｉＴｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系熱電半導
体をペルチェ素子として利用した場合、常温から２００
Ｋ付近までの温度範囲で良好な冷却能力が得られる。ま
た、ＢｉＳｂ系熱電半導体をペルチェ素子として利用し
た場合、２００Ｋ付近から液体窒素温度（７７Ｋ）付近
までの温度範囲で良好な冷却能力が得られる。When a BiTe-based or BiTeSb-based thermoelectric semiconductor is used as a Peltier element, the temperature of the Peltier device is increased from room temperature to 200 ° C.
Good cooling capacity is obtained in the temperature range up to around K. Further, when a BiSb-based thermoelectric semiconductor is used as a Peltier element, good cooling performance can be obtained in a temperature range from around 200K to around liquid nitrogen temperature (77K).
【００２３】本発明においては、上述の熱電半導体を、
常温用熱電半導体および低温用熱電半導体から構成して
も良い。常温用熱電半導体は常温側に配置し、低温用熱
電半導体は低温側に配置する。In the present invention, the above-mentioned thermoelectric semiconductor is
It may be composed of a thermoelectric semiconductor for normal temperature and a thermoelectric semiconductor for low temperature. The thermoelectric semiconductor for normal temperature is arranged on the normal temperature side, and the thermoelectric semiconductor for low temperature is arranged on the low temperature side.
【００２４】常温用熱電半導体としては、上述のＢｉＴ
ｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系熱電半導体などが用いられ
る。また、低温用熱電半導体としては、上述のＢｉＳｂ
系熱電半導体などが用いられる。常温用熱電半導体およ
び低温用熱電半導体は、性質および要求される特性に応
じて、互いに断面形状もしくは長さまたはこれらの両方
を変化させてもよい。As the thermoelectric semiconductor for normal temperature, the above-mentioned BiT
An e-based or BiTeSb-based thermoelectric semiconductor is used. As the low-temperature thermoelectric semiconductor, the above-mentioned BiSb
A system thermoelectric semiconductor or the like is used. The room-temperature thermoelectric semiconductor and the low-temperature thermoelectric semiconductor may have different cross-sectional shapes and / or lengths depending on the properties and required characteristics.
【００２５】また、本発明においては、上述の熱電半導
体の代わりに、それぞれ銅、アルミニウムなどの常伝導
体を用いてもよい。In the present invention, normal conductors such as copper and aluminum may be used instead of the above-mentioned thermoelectric semiconductors.
【００２６】また、本発明においては、上述の熱電半導
体と常伝導体とを接合させて用いても良い。熱電半導体
は常温側に配置し、常伝導体は低温側に配置する。Further, in the present invention, the above-described thermoelectric semiconductor and a normal conductor may be joined to each other. The thermoelectric semiconductor is arranged on the normal temperature side, and the normal conductor is arranged on the low temperature side.
【００２７】高温超伝導体（ＨＴＳ）としてはＢｉ系高
温超伝導体、具体的にはＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ
（Ｂｉ−２２２３、Ｂｉ−２２１２）、Ｙ系高温超伝導
体、具体的にはＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｙ−１２３）、Ｔ
ｌ系高温超伝導体、具体的にはＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏ（Ｔｌ−２２２３）などが用いられる。As the high-temperature superconductor (HTS), a Bi-based high-temperature superconductor, specifically, Bi-Sr-Ca-Cu-O
(Bi-2223, Bi-2212), Y-based high-temperature superconductor, specifically, Y-Ba-Cu-O (Y-123), T
l-based high-temperature superconductor, specifically, Tl-Ba-Ca-Cu
-O (Tl-2223) or the like is used.
【００２８】本発明においては、第１および第２の電流
リードの少なくとも一部がポーラス状（多孔質）になっ
ている。ポーラス状であるとは、貫通または未貫通の気
孔が内部に形成されている状態のことである。ポーラス
状の材料においては、その体積に対する表面積の比が、
バルク状の材料に比べて、大幅に増加する。In the present invention, at least a part of the first and second current leads is made porous. The term “porous” refers to a state in which through or non-through pores are formed inside. For porous materials, the ratio of surface area to volume is
Significant increase compared to bulk material.
【００２９】ポーラス状の部分は、それぞれの電流リー
ドの中で熱伝導率の低い材料の部分に形成されているこ
とが好ましい。例えば、電流リードが熱電半導体、常伝
導体、高温超伝導体から構成されているときには、常伝
導体に比べて熱伝導率の低い熱電半導体および高温超伝
導体の部分にポーラス状の部分が形成されていることが
好ましい。後述するようにポーラス状の部分は、その内
部を低温ガスが流れるために低温ガスによって効率良く
冷却される。そのため、熱伝導率の低い部分がポーラス
状であることによって、低温ガスによる電流リードの冷
却の効率がより高まるからである。The porous portion is preferably formed in a portion of a material having low thermal conductivity in each current lead. For example, when the current lead is composed of a thermoelectric semiconductor, a normal conductor, and a high-temperature superconductor, a porous portion is formed in a portion of the thermoelectric semiconductor and the high-temperature superconductor having a lower thermal conductivity than the normal conductor. It is preferred that As will be described later, the porous portion is efficiently cooled by the low-temperature gas because the low-temperature gas flows through the inside. Therefore, the efficiency of cooling the current lead by the low-temperature gas is further increased by the porous portion having the low thermal conductivity.
【００３０】例えば、常伝導体である銅の熱伝導率は常
温で約４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、また、銅アルミの
７７Ｋ付近での熱伝導率は１０００〜１５００Ｗ／（ｍ
・Ｋ）である。一方、ＢｉＴｅ系などの熱電半導体材料
の熱伝導率は常温付近において２〜３Ｗ／（ｍ・Ｋ）で
あり、高温超伝導体の熱伝導率は７７Ｋ付近で約２Ｗ／
（ｍ・Ｋ）程度である。このように、常伝導体と比べ
て、熱電半導体および高温超伝導体の熱伝導率は大幅に
低い。従って、単に表面を低温ガスが流れるだけでは、
低温ガスとの熱交換が著しく悪い。For example, the thermal conductivity of copper, which is a normal conductor, is about 400 W / (m · K) at room temperature, and the thermal conductivity of copper aluminum near 77 K is 1,000 to 1500 W / (m · K).
K). On the other hand, the thermal conductivity of a thermoelectric semiconductor material such as a BiTe-based material is 2-3 W / (m · K) near room temperature, and the thermal conductivity of a high-temperature superconductor is about 2 W / (77 K) near 77 K.
(M · K). Thus, the thermal conductivity of the thermoelectric semiconductor and the high-temperature superconductor is significantly lower than that of the normal conductor. Therefore, simply flowing the cold gas through the surface
Heat exchange with low-temperature gas is extremely poor.
【００３１】熱電半導体は、ペルチェ効果によって効率
的に熱絶縁するが、この熱絶縁の効果は流す電流によっ
て増大するので、能動素子（ａｃｔｉｖｅ ｅｌｅｍｅ
ｎｔ）と言える。The thermoelectric semiconductor is efficiently thermally insulated by the Peltier effect. However, since the effect of the thermal insulation is increased by the flowing current, an active element is used.
nt).
【００３２】熱電半導体は、動作中に例えば約６００〜
７００Ａ程度の電流が流れるため、この電流によって発
熱する。発生した熱は、低温側からの低温ガスと熱交換
させることで常温側へと排出すれば良い。しかし、熱電
半導体は、例えばＢｉＴｅなどを常温付近で用いると、
その最適形状が厚さ５ｍｍ、断面が２５ｍｍ×２５ｍｍ
程度と極めて小型となり表面積が小さいため、熱交換が
十分に行われない。熱交換が十分でないと、低温ガスは
温度が低いまま外に排出されることになり、その分だけ
電流リードの常温側へ熱が運ばれないことになるので、
電流リードの低温側への熱侵入が増大することになる。
そこで、熱交換のための表面積を増やすために、熱電半
導体をポーラス形状にするのが好ましい。During operation, the thermoelectric semiconductor is, for example, about 600 to
Since a current of about 700 A flows, heat is generated by this current. The generated heat may be discharged to the normal temperature side by exchanging heat with the low temperature gas from the low temperature side. However, when a thermoelectric semiconductor such as BiTe is used near room temperature,
Its optimal shape is 5mm thick and its cross section is 25mm x 25mm
Due to the extremely small size and the small surface area, heat exchange is not sufficiently performed. If the heat exchange is not sufficient, the low temperature gas will be discharged outside at a low temperature, and the heat will not be transferred to the normal temperature side of the current lead by that much,
Heat penetration to the low temperature side of the current leads will increase.
Therefore, in order to increase the surface area for heat exchange, it is preferable to make the thermoelectric semiconductor porous.
【００３３】一方、高温超伝導体は、単に熱伝導率が低
いだけであるので、受動素子（ｐａｓｓｉｖｅ ｅｌｅ
ｍｅｎｔ）と言える。On the other hand, the high-temperature superconductor has only a low thermal conductivity, and is therefore a passive element.
ment).
【００３４】高温超伝導体は、温度が上昇すると急激に
クエンチの可能性が出てくるため、これを避けるために
は効率良く冷却する必要がある。しかし、高温超伝導体
はもともと熱伝導率が低いので、単に表面に冷却ガスを
流しただけでは、効率よく冷却できない。高温超伝導体
の熱伝導率は、銅やアルミニウムに比べて１／５００以
下である。そこで、高温超伝導体をポーラス形状にして
内部に冷却ガスを流して冷却するようにすれば、冷却の
効率が上がり、電流リードをより安定なものとすること
ができる。As the temperature rises, the possibility of quenching of the high-temperature superconductor rapidly increases, and it is necessary to efficiently cool the high-temperature superconductor to avoid this. However, high-temperature superconductors have inherently low thermal conductivity, and thus cannot be efficiently cooled simply by flowing a cooling gas over the surface. The thermal conductivity of the high-temperature superconductor is 1/500 or less as compared with copper or aluminum. If the high-temperature superconductor is made porous and cooled by flowing a cooling gas inside, the cooling efficiency is increased and the current lead can be made more stable.
【００３５】また、本発明においては、電流リードを常
温の電源および低温の超伝導コイルと接続するために、
電流リードの両端部の少なくとも一方に銅などの金属の
ような常伝導体をさらに設ける場合には、これらの常伝
導体も、低温ガスが流れるようにポーラス状であること
が好ましい。これらのポーラス状の常伝導体には、例え
ばバルク状の銅などのような電線が配線され、この電線
を介して電流リードが電源および超伝導コイルと接続さ
れる。このように電流リードの両端部の常伝導体をポー
ラス状とすることで、低温ガスを、電流リードの両端部
でせき止めることなく電流リードの表面およびポーラス
状の部分を通って低温側から常温側へと流すことができ
る。In the present invention, in order to connect the current lead to a power supply at room temperature and a superconducting coil at low temperature,
When a normal conductor such as a metal such as copper is further provided on at least one of both ends of the current lead, it is preferable that these normal conductors are also porous so that a low-temperature gas flows. An electric wire such as bulk copper is wired to these porous normal conductors, and a current lead is connected to a power supply and a superconducting coil via the electric wire. By making the normal conductors at both ends of the current lead porous as described above, the low-temperature gas can pass from the low-temperature side to the normal temperature side through the surface of the current lead and the porous portion without damming at both ends of the current lead. Can flow to
【００３６】第１および第２の電流リードを構成する上
述の各材料、すなわち熱電半導体、常伝導体、および高
温超伝導体をそれぞれポーラス状にする方法としては、
これらの材料に細いドリル等を用いて機械的に気孔を設
ける方法のほか、例えば以下の３つの方法が挙げられ
る。As a method for making the above-mentioned materials constituting the first and second current leads, that is, the thermoelectric semiconductor, the normal conductor, and the high-temperature superconductor respectively porous,
In addition to the method of mechanically providing pores with a thin drill or the like in these materials, the following three methods are exemplified.
【００３７】（１）レーザー照射によりポーラス状の材
料を形成する方法 本方法においては、まずポーラス状にする材料を板状に
加工する。加工した板状の材料にレーザーを照射して孔
を開ける。この孔の開いた板を積層することによりポー
ラス状の材料が形成される。(1) Method of Forming Porous Material by Laser Irradiation In this method, first, the material to be made porous is processed into a plate shape. A laser is applied to the processed plate-shaped material to make holes. The porous material is formed by laminating the plates having the holes.
【００３８】最初に作成する板の厚さは、例えば２から
５ｍｍである。レーザーとしては、例えばＹＡＧレーザ
ーなどが挙げられる。レーザーの波長は例えば１．０６
μｍであり、レーザーの最大出力は例えば２００Ｗであ
る。The thickness of the initially prepared plate is, for example, 2 to 5 mm. Examples of the laser include a YAG laser. The wavelength of the laser is, for example, 1.06
μm, and the maximum output of the laser is, for example, 200 W.
【００３９】本方法においては、板へのレーザー照射の
場所を調整することにより、三次元的な構造を有する多
孔質の材料を形成することができる。In the present method, a porous material having a three-dimensional structure can be formed by adjusting the location of laser irradiation on the plate.
【００４０】（２）ホットプレス法によりポーラス状の
材料を形成する方法 本方法においては、まず、ポーラス状にする材料を、回
転水紡糸装置などによって粉末状にする。粉末状にした
材料を真空中の雰囲気下でカーボンダイスなどを用いて
ホットプレスすることによって、ポーラス状の材料が形
成される。(2) Method of Forming Porous Material by Hot Pressing In the present method, first, the material to be made porous is powdered by a rotary water spinning device or the like. The porous material is formed by hot-pressing the powdered material using a carbon die or the like in a vacuum atmosphere.
【００４１】最初に作成する粉末の直径は、例えば３０
０〜７１０μｍである。ホットプレスの際に加圧する圧
力は、例えば１．４〜８．５ＭＰａである。加圧する時
間は、例えば１〜３時間である。加圧する際の材料の温
度は、例えば１０７３Ｋ〜１４２６Ｋである。本方法に
おけるこれらの条件は、ポーラス状にする材料の種類、
材料の大きさ等による。The diameter of the powder to be prepared first is, for example, 30
0 to 710 μm. The pressure applied during hot pressing is, for example, 1.4 to 8.5 MPa. The time for pressurizing is, for example, 1 to 3 hours. The temperature of the material at the time of pressurization is, for example, 1073K to 1426K. These conditions in the method include the type of material to be porous,
It depends on the size of the material.
【００４２】（３）塩化カリウムとの混合およびホット
プレス法によりポーラス状の材料を形成する方法 本方法においては、まず、ポーラス状にする材料を、回
転水紡糸装置などによって粉末状にする。次に、この粉
末状にした材料と塩化カリウム（ＫＣｌ）の粉末とを均
一に混合したのち、混合した粉末を真空中の雰囲気下で
カーボンダイスなどを用いてホットプレスする。ホット
プレスにより作成された焼結体を水に漬けて塩化カリウ
ムを水に溶解させることによって、ボーラス状に形成さ
れた材料が形成される。(3) Method of Forming a Porous Material by Mixing with Potassium Chloride and Hot Pressing In this method, first, the material to be made porous is powdered by a rotary water spinning apparatus or the like. Next, after the powdered material and potassium chloride (KCl) powder are uniformly mixed, the mixed powder is hot-pressed using a carbon die or the like in a vacuum atmosphere. By immersing the sintered body prepared by hot pressing in water and dissolving potassium chloride in water, a bolus-shaped material is formed.
【００４３】最初に形成する粉末の直径は、例えば３０
０〜７１０μｍである。塩化カリウムの粉末の直径は、
例えば３００〜７１０μｍである。材料の粉末に添加す
る塩化カリウムの粉末の割合としては、例えば添加後の
全体の粉末に対する塩化カリウムの体積分率が０から４
０％となるような割合である。ホットプレスの際に加圧
する圧力としては、例えば１．４〜３５ＭＰａである。
加圧する時間は、例えば１〜３時間である。加圧する際
の材料の温度は、例えば９７３Ｋ〜１４２６Ｋである。
本方法におけるこれらの条件は、ポーラス状にする材料
の種類、材料の大きさ等による。The diameter of the powder to be formed first is, for example, 30
0 to 710 μm. The diameter of the powder of potassium chloride is
For example, it is 300 to 710 μm. As the ratio of the potassium chloride powder to be added to the powder of the material, for example, the volume fraction of potassium chloride to the whole powder after the addition is 0 to 4
The ratio is such that it becomes 0%. The pressure applied during hot pressing is, for example, 1.4 to 35 MPa.
The time for pressurizing is, for example, 1 to 3 hours. The temperature of the material at the time of pressurization is, for example, 973K to 1426K.
These conditions in the present method depend on the type of the material to be made porous, the size of the material, and the like.
【００４４】以上の方法によって、第１および第２の電
流リードの少なくとも一部をポーラス状にすることがで
きる。By the above method, at least a part of the first and second current leads can be made porous.
【００４５】電流リードの少なくとも一部をポーラス状
にすることによって、電流リードの表面だけでなくポー
ラス状に形成された内部にまで低温ガスが流れることが
できる。こうして低温ガスと電流リードとの間の接触面
積が増加するため、両者の間の熱交換の効率が増加し、
低温ガスによる電流リードの冷却の効率が高まる。冷却
効率が高まることによって電流リードがより低温に冷却
されるため、電流リードを通しての低温側への熱侵入を
大幅に低減することができる。By making at least a part of the current lead porous, the low-temperature gas can flow not only on the surface of the current lead but also inside the porous lead. Thus, the contact area between the low-temperature gas and the current lead increases, so that the efficiency of heat exchange between the two increases,
The efficiency of cooling the current lead by the low-temperature gas is increased. Since the current leads are cooled to a lower temperature by increasing the cooling efficiency, heat penetration to the low-temperature side through the current leads can be significantly reduced.
【００４６】なお、本発明においては、第１および第２
の電流リードのうち少なくとも一方を傾斜機能材から形
成することができる。このような傾斜機能材としては、
例えば、熱電半導体がＢｉＴｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系
またはＢｉＳｂ系熱電半導体からなり、高温超伝導体が
Ｂｉ系高温超伝導体からなるものが挙げられる。In the present invention, the first and second
At least one of the current leads can be formed from a functionally graded material. As such a functionally graded material,
For example, the thermoelectric semiconductor may be a BiTe-based, BiTeSb-based, or BiSb-based thermoelectric semiconductor, and the high-temperature superconductor may be a Bi-based high-temperature superconductor.
【００４７】[0047]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００４８】図２は、本発明の超伝導コイル用電流リー
ドの一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a current lead for a superconducting coil according to the present invention.
【００４９】図２に示すように、常温下にある電源１０
０と低温下にある超伝導コイル２００とが、常温用のＢ
ｉＴｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系Ｎ型熱電半導体３２ａ、
低温用のＢｉＳｂ系Ｎ型熱電半導体３３ａおよびＢｉ系
高温超伝導体３４を接合した第１の電流リード３１ａ
と、常温用のＢｉＴｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系Ｐ型熱電
半導体３２ｂ、低温用のＢｉＳｂ系Ｐ型熱電半導体３２
ｂおよびＢｉ系高温超伝導体３４を接合した第２の電流
リード３１ｂとで接続されている。そして、電流が電源
１００から第１の電流リード３１ａ、超伝導コイル２０
０、第２の電流リード３１ｂを経て電源１００に戻る電
流回路が構成されている。As shown in FIG. 2, the power supply 10 is at room temperature.
0 and the superconducting coil 200 under low temperature
iTe-based or BiTeSb-based N-type thermoelectric semiconductor 32a,
First current lead 31a in which BiSb-based N-type thermoelectric semiconductor 33a for low temperature and Bi-based high-temperature superconductor 34 are joined.
And a BiTe-based or BiTeSb-based thermoelectric semiconductor 32b for normal temperature and a BiSb-based thermoelectric semiconductor 32 for low temperature
b and the second current lead 31b to which the Bi-based high-temperature superconductor 34 is joined. Then, the current is supplied from the power source 100 to the first current lead 31a and the superconducting coil 20.
0, a current circuit that returns to the power supply 100 via the second current lead 31b is configured.
【００５０】また、図２においては、第１の電流リード
３１ａおよび第２の電流リード３１ｂの少なくとも一部
が、例えば前述した方法のいずれかによって、ポーラス
状に形成されている。In FIG. 2, at least a part of the first current lead 31a and the second current lead 31b are formed in a porous shape by, for example, one of the methods described above.
【００５１】さらに、電流リード３１ａ、３１ｂと超伝
導コイル２００とはクライオスタット１内に配置されて
おり、さらに超伝導コイル２００は液体ヘリウム（図示
せず）内に設置されている。そして、熱侵入によって気
化した液体ヘリウムの低温ガスが、それぞれの電流リー
ド３１ａ、３１ｂを冷却したのち、常温側から外部へ流
出している。Further, the current leads 31a and 31b and the superconducting coil 200 are disposed in the cryostat 1, and the superconducting coil 200 is disposed in liquid helium (not shown). Then, the low-temperature gas of liquid helium vaporized by heat intrusion flows out from the room temperature side to the outside after cooling the respective current leads 31a and 31b.
【００５２】本発明に係る電流リード３１ａ、３１ｂに
おいて、常温用Ｎ型熱電半導体３２ａおよび常温用Ｐ型
熱電半導体３２ｂに電流（図中、矢印で表示）を流す
と、これらはペルチェ効果によりヒートポンプとして機
能し、低温側から常温側へ熱を汲み上げる。これらの熱
電半導体としてはＢｉＴｅ系またはＢｉＴｅＳｂ系熱電
半導体が用いられており、熱負荷がない状態で２００Ｋ
近傍の低温まで冷却する能力がある。In the current leads 31a and 31b according to the present invention, when a current (indicated by an arrow in the drawing) is applied to the normal-temperature N-type thermoelectric semiconductor 32a and the normal-temperature P-type thermoelectric semiconductor 32b, they are used as a heat pump by the Peltier effect. It works and pumps heat from low temperature to normal temperature. As these thermoelectric semiconductors, BiTe-based or BiTeSb-based thermoelectric semiconductors are used.
Capable of cooling to nearby low temperatures.
【００５３】同様に、低温用Ｎ型熱電半導体３３ａおよ
び低温用Ｐ型熱電半導体３３ｂに電流（図中、矢印で表
示）を流すと、これらはペルチェ効果によりヒートポン
プとして機能し、低温側から常温側へ熱を汲み上げる。
これらの熱電半導体としてはＢｉＳｂ系熱電半導体が用
いられており、熱負荷がない状態で２００Ｋから液体窒
素温度（７７Ｋ）付近の低温まで冷却する能力がある。Similarly, when a current (indicated by an arrow in the drawing) is applied to the low-temperature N-type thermoelectric semiconductor 33a and the low-temperature P-type thermoelectric semiconductor 33b, they function as a heat pump by the Peltier effect, and change from the low temperature side to the normal temperature side. Pumps heat.
As these thermoelectric semiconductors, BiSb-based thermoelectric semiconductors are used, and have a capability of cooling from 200 K to a low temperature near liquid nitrogen temperature (77 K) without a thermal load.
【００５４】以上の結果、電流リード３１ａ、３１ｂの
常温側の温度が下がり、低温側への熱侵入を低減するこ
とができる。しかも、熱伝導率の高い常伝導体を全く用
いていないので、常伝導体の部分を通しての低温側への
熱侵入を解消することができる。また、常温付近ではい
ずれの熱電半導体の熱伝導率も銅に比べて１／２００程
度であるため、非通電時にも低温側への熱侵入を低減で
きる。As a result, the temperature of the current leads 31a and 31b on the normal temperature side is reduced, and the heat penetration to the low temperature side can be reduced. In addition, since no normal conductor having a high thermal conductivity is used at all, it is possible to prevent heat from entering the low-temperature side through the normal conductor. In addition, since the thermal conductivity of each thermoelectric semiconductor is about 1/200 of that of copper near normal temperature, heat invasion to the low temperature side can be reduced even when power is not supplied.
【００５５】さらに、気化した低温ヘリウムガスが、電
流リード３１ａ、３１ｂの表面だけではなくポーラス状
の内部をも流れるため、低温ガスによって電流リード３
１ａ、３１ｂがより低温に冷却され、電流リードを通し
ての低温側への熱侵入を大幅に低減することができる。Further, since the vaporized low-temperature helium gas flows not only on the surfaces of the current leads 31a and 31b but also in the porous interior, the low-temperature gas causes the current leads 3a and 31b to flow.
1a and 31b are cooled to a lower temperature, so that heat penetration to the lower temperature side through the current lead can be greatly reduced.
【００５６】加えて、図２に示す電流リードはＢｉを基
材とする傾斜機能材 functionallygradient material
（ＦＧＭ）と考えることができる。したがって、基材で
あるＢｉに対して添加する物質を変えることによって、
半導体から超伝導体まで連続的に変化させることができ
る。In addition, the current lead shown in FIG. 2 is a functionally graded material based on Bi.
(FGM). Therefore, by changing the substance added to the base material Bi,
It can be changed continuously from a semiconductor to a superconductor.
【００５７】なお、第１の電流リード３１ａの常温用Ｎ
型熱電半導体３２ａと高温超伝導体３４との間に低温用
Ｎ型熱電半導体３３ａを設け、第２の電流リード３１ｂ
の常温用Ｐ型熱電半導体３２ｂと高温超伝導体３４との
間に常伝導体を設けた場合、または第１の電流リード３
１ａの常温用Ｎ型熱電半導体３２ａと高温超伝導体３４
との間に常伝導体を設け、第２の電流リード３１ｂの常
温用Ｐ型熱電半導体３２ｂと高温超伝導体３４との間に
低温用Ｐ型熱電半導体３３ｂを設けた場合にも、上記と
同様な原理により、低温側への熱侵入を低減することが
できる。The first current lead 31a has a normal temperature N
A low-temperature N-type thermoelectric semiconductor 33a is provided between the type thermoelectric semiconductor 32a and the high-temperature superconductor 34, and a second current lead 31b is provided.
When a normal conductor is provided between the normal temperature P-type thermoelectric semiconductor 32b and the high-temperature superconductor 34, or the first current lead 3
1a, a normal temperature N-type thermoelectric semiconductor 32a and a high temperature superconductor 34
And a low-temperature P-type thermoelectric semiconductor 33b between the normal-temperature P-type thermoelectric semiconductor 32b and the high-temperature superconductor 34 of the second current lead 31b. According to the same principle, heat intrusion into the low temperature side can be reduced.
【００５８】また、図２のように低温用熱電半導体と高
温超伝導体とを直接接合した場合には、低温用熱電半導
体による冷却が不十分であると熱暴走が生じるおそれが
あるので、これを確実に防止するために高温超伝導体の
常温側端部近傍を液体窒素温度以下に冷却してもよい。When the thermoelectric semiconductor for low temperature and the high temperature superconductor are directly joined as shown in FIG. 2, thermal runaway may occur if the cooling by the thermoelectric semiconductor for low temperature is insufficient. In order to surely prevent the temperature, the vicinity of the room temperature side end of the high-temperature superconductor may be cooled to the liquid nitrogen temperature or lower.
【００５９】図３は、本発明の超伝導コイル用電流リー
ドの他の例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing another example of a current lead for a superconducting coil according to the present invention.
【００６０】図３においては、電流リードの一方のみを
代表させて示しているが、もう一方の電流リードも同様
の構造である。In FIG. 3, only one of the current leads is shown as a representative, but the other current lead has the same structure.
【００６１】図３においては、電流リードはポーラス状
の熱電半導体４０、ポーラス状の常伝導体４１、および
ポーラス状の高温超伝導体４２から構成されている。そ
して、電流リードの両端部にポーラス状の常伝導体４３
がさらに設けられている。このように、図３の電流リー
ドは、ポーラス形状の材料のみから構成されている。低
温側の常伝導体４３は、液体ヘリウム中に浸漬されてお
り、図示しない超伝導コイルと接続されている。常温側
の常伝導体４３は、常温端電極４４を介して図示しない
電源と接続されている。In FIG. 3, the current lead is composed of a porous thermoelectric semiconductor 40, a porous normal conductor 41, and a porous high-temperature superconductor 42. Then, a porous normal conductor 43 is provided at both ends of the current lead.
Is further provided. As described above, the current lead of FIG. 3 is composed of only the porous material. The normal conductor 43 on the low temperature side is immersed in liquid helium and is connected to a superconducting coil (not shown). The normal conductor 43 on the normal temperature side is connected to a power source (not shown) via a normal temperature end electrode 44.
【００６２】クライオスタット１内で発生した低温のヘ
リウムガスは、ポーラス状の常伝導体４３、高温超伝導
体４２、常伝導体４１、熱電半導体４０、および常伝導
体４３の内部を通りながら（図中、矢印で表示）、低温
側から常温側へと流れて排出される。このようにして、
低温ガスは電流リードの内部を熱交換しながら流れてい
くため、電流リードは低温ガスによって非常に効率よく
冷却される。The low-temperature helium gas generated in the cryostat 1 passes through the porous normal conductor 43, the high-temperature superconductor 42, the normal conductor 41, the thermoelectric semiconductor 40, and the normal conductor 43 (see FIG. (Indicated by arrows in the middle) and discharged from the low temperature side to the normal temperature side. In this way,
Since the low-temperature gas flows while exchanging heat inside the current lead, the current lead is cooled very efficiently by the low-temperature gas.
【００６３】[0063]
【発明の効果】以上詳述したように本発明の超伝導コイ
ル用電流リードを用いれば、低温ガスによる電流リード
の冷却の効率が高まり常温側から低温側への熱侵入を大
幅に低減できる。As described in detail above, by using the current lead for a superconducting coil of the present invention, the efficiency of cooling the current lead by the low-temperature gas is increased, and the heat penetration from the normal temperature side to the low temperature side can be greatly reduced.
【図１】従来のガス冷却型電流リードの構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional gas-cooled current lead.
【図２】本発明の超伝導コイル用電流リードの一例を示
す概略図。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a current lead for a superconducting coil according to the present invention.
【図３】本発明の超伝導コイル用電流リードの他の例を
示す概略図。FIG. 3 is a schematic view showing another example of a current lead for a superconducting coil according to the present invention.
１…クライオスタット ３１ａ…第１の電流リード ３１ｂ…第２の電流リード ３２ａ…常温用Ｎ型熱電半導体 ３２ｂ…常温用Ｐ型熱電半導体 ３３ａ…低温用Ｎ型熱電半導体 ３３ｂ…低温用Ｐ型熱電半導体 ３４…高温超伝導体 ４０…ポーラス状熱電半導体 ４１、４３…ポーラス状常伝導体 ４２…ポーラス状高温超伝導体 ４４…常温端電極 １００…電源 ２００…超伝導コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cryostat 31a ... First current lead 31b ... Second current lead 32a ... N-type thermoelectric semiconductor for normal temperature 32b ... P-type thermoelectric semiconductor for normal temperature 33a ... N-type thermoelectric semiconductor for low temperature 33b ... P-type thermoelectric semiconductor for low temperature 34 ... High temperature superconductor 40 ... Porous thermoelectric semiconductor 41,43 ... Porous normal conductor 42 ... Porous high temperature superconductor 44 ... Cold end electrode 100 ... Power supply 200 ... Superconducting coil
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年２月４日（２０００．２．４）[Submission date] February 4, 2000 (200.2.4)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Correction target item name] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１５[Correction target item name] 0015
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１５】すなわち、本発明によれば、常温の電源と
低温の超伝導コイルとを接続する超伝導コイル用電流リ
ードであって、Ｎ型熱電半導体および／または常伝導
体、および高温超伝導体を接合した第１の電流リード
と、Ｐ型熱電半導体および／または常伝導体、および高
温超伝導体を接合した第２の電流リードとを有し、前記
第１および第２の電流リードの熱電半導体および高温超
伝導体がポーラス状をなし、電源からの電流が第１の電
流リード、超伝導コイル、第２の電流リードを経て電源
に戻る電流回路を構成するように接続されたことを特徴
とする超伝導コイル用電流リードが提供される。That is, according to the present invention, there is provided a current lead for a superconducting coil for connecting a power supply at room temperature and a superconducting coil at low temperature, comprising an N-type thermoelectric semiconductor and / or a normal conductor and a high-temperature superconductor. a first current lead formed by joining, P-type thermoelectric semiconductor and / or the normal conductor, and a second current lead formed by joining high-temperature superconductors, thermoelectric of the first and second current lead Semiconductor and high temperature super
A superconductor in which the conductor is porous and connected to form a current circuit in which current from the power supply returns to the power supply via the first current lead, the superconducting coil, and the second current lead. A current lead for a coil is provided.
Claims (4)
続する超伝導コイル用電流リードであって、 Ｎ型熱電半導体および／または常伝導体、および高温超
伝導体を接合した第１の電流リードと、 Ｐ型熱電半導体および／または常伝導体、および高温超
伝導体を接合した第２の電流リードとを有し、 前記第１および第２の電流リードの少なくとも一部がポ
ーラス状をなし、電源からの電流が第１の電流リード、
超伝導コイル、第２の電流リードを経て電源に戻る電流
回路を構成するように接続されたことを特徴とする超伝
導コイル用電流リード。1. A current lead for a superconducting coil for connecting a normal-temperature power supply and a low-temperature superconducting coil, the first lead comprising an N-type thermoelectric semiconductor and / or a normal conductor and a high-temperature superconductor joined together. A current lead; and a second current lead in which a P-type thermoelectric semiconductor and / or a normal conductor and a high-temperature superconductor are joined, and at least a part of the first and second current leads has a porous shape. None, the current from the power supply is the first current lead,
A current lead for a superconducting coil, wherein the current lead is connected to form a current circuit that returns to a power supply via a superconducting coil and a second current lead.
少なくとも一方は、熱電半導体がＢｉＴｅ系またはＢｉ
ＴｅＳｂ系またはＢｉＳｂ系熱電半導体からなり、高温
超伝導体がＢｉ系高温超伝導体からなる傾斜機能材であ
ることを特徴とする請求項１記載の超伝導コイル用電流
リード。2. At least one of the first and second current leads is made of a thermoelectric semiconductor made of BiTe or Bi.
The current lead for a superconducting coil according to claim 1, wherein the current lead is made of a TeSb-based or BiSb-based thermoelectric semiconductor, and the high-temperature superconductor is a functionally gradient material made of a Bi-based high-temperature superconductor.
温側へと流れる低温ガスとの間で熱交換することを特徴
とする請求項１または２記載の超伝導コイル用電流リー
ド。3. The current lead for a superconducting coil according to claim 1, wherein heat exchange is performed between a low temperature gas flowing from a low temperature side to a normal temperature side through a porous portion.
少なくとも一方は、高温側の端部または低温側の端部の
うち少なくとも一方にポーラス状の常伝導体をさらに有
していることを特徴とする請求項１ないし３記載の超伝
導コイル用電流リード。4. At least one of the first and second current leads further includes a porous normal conductor on at least one of a high-temperature end and a low-temperature end. The current lead for a superconducting coil according to claim 1, wherein
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