JP7249906B2 - Superconducting coil and superconducting magnet device - Google Patents

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Description

本発明は、鉄など磁性体の芯の周りに超電導線材を巻回した超電導コイル、および、それを備えた超電導磁石装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a superconducting coil in which a superconducting wire is wound around a magnetic core such as iron, and a superconducting magnet device including the same.

超電導磁石装置は、極低温に冷却された超電導物質からなるコイルに電流を通電し、所望の磁場を発生させる装置である。超電導物質はある一定の温度以下となった場合に電気抵抗がゼロとなる物質であり、通常の常温における導電性金属よりも大きな電流を通電できるため、強い磁場が必要な装置、例えば、磁気共鳴イメージング装置や加速器の偏向電磁石装置等に使用されている。 A superconducting magnet device is a device that generates a desired magnetic field by passing an electric current through a coil made of superconducting material cooled to an extremely low temperature. A superconducting material is a material whose electrical resistance becomes zero when the temperature drops below a certain level, and because it can carry a larger current than a conductive metal at normal room temperature, it can be used in equipment that requires a strong magnetic field, such as magnetic resonance. It is used in imaging devices and bending magnet devices for accelerators.

超電導物質が超電導状態となる温度は、超電導転移温度と呼ばれる。この超電導転移温度以下に保持された超電導コイルは電気抵抗ゼロとなるが、大きな電流密度の電流の通電や、強い磁場環境に置かれると超電導状態を維持できなくなる。電流密度と磁場は、温度と同様に超電導状態を決定する因子であり、超電導コイルは、温度と電流密度と磁場の3つの要素で決まる超電導状態を安定に維持できる範囲で運転する必要がある。 The temperature at which a superconducting material becomes superconducting is called the superconducting transition temperature. A superconducting coil maintained at a temperature lower than this superconducting transition temperature has zero electric resistance, but if it is subjected to a current with a large current density or placed in a strong magnetic field environment, the superconducting state cannot be maintained. Current density and magnetic field are factors that determine the superconducting state as well as temperature, and superconducting coils must be operated within a range in which the superconducting state determined by the three factors of temperature, current density, and magnetic field can be stably maintained.

つまり、超電導コイルでは、コイル全体を同じ超電導線材で巻回した場合でも、場所によって温度や磁場の強さが異なる場合には、最も温度や磁場の環境が過酷な部分にある超電導線材の性能以上の電流を通電することが出来ない。 In other words, even if the entire coil is wound with the same superconducting wire, if the temperature and magnetic field strength differ depending on the location, the performance of the superconducting wire in the most severe temperature and magnetic field environments may be exceeded. current cannot be conducted.

例えば、偏向電磁石装置に使用される超電導コイルには、直線部と円弧部からなるレーストラック形状を有する物がある。これは、偏向磁石装置がレーストラックの長軸方向に均一な磁場を生成し、短軸方向には急峻に変化する磁場を生成するためである。一般に偏向磁石装置に超電導コイルを使用するのは常伝導コイルや永久磁石より強力な磁場を狭い領域に生成することが目的であるから、超電導コイルにはより大きな電流を通電することで強い磁場を生成するとともに、レーストラックの短軸方向寸法を短くすることでより狭い領域に磁場を生じる必要がある。 For example, some superconducting coils used in bending electromagnet devices have a racetrack shape consisting of straight portions and arc portions. This is because the bending magnet arrangement produces a uniform magnetic field along the long axis of the racetrack and a sharply changing magnetic field along the short axis. Generally, the purpose of using a superconducting coil in a bending magnet device is to generate a stronger magnetic field than a normal conducting coil or a permanent magnet in a narrow area. As well as shortening the minor axis dimension of the racetrack, the magnetic field must be produced in a smaller area.

レーストラック形状の超電導コイル全体を同じ超電導線材で巻回した場合、レーストラック形状の円弧部内周側の磁場が強くなる。このため、超電導コイルを均一温度に冷却しても円弧部内周側における超電導線材の裕度により超電導磁石の電流量が決まる。レーストラック形状の短軸方向を短くし円弧部の曲率が小さくなると、直線部に比べてコイル円弧部の内周側の磁場が強くなり、電流量を大きくできない。 When the entire racetrack-shaped superconducting coil is wound with the same superconducting wire, the magnetic field on the inner peripheral side of the racetrack-shaped circular arc portion becomes stronger. Therefore, even if the superconducting coil is cooled to a uniform temperature, the current amount of the superconducting magnet is determined by the tolerance of the superconducting wire on the inner peripheral side of the arc portion. If the short axis direction of the racetrack shape is shortened and the curvature of the arc portion is reduced, the magnetic field on the inner peripheral side of the coil arc portion becomes stronger than that in the straight portion, and the amount of current cannot be increased.

特許文献1には、直線部と円弧部を有するレーストラック形状であり、酸化物超電導体の単芯線の超電線材で構成されるコイルにおいて、磁束が集中する部分の超電線材の断面積を他の部分より大きくしたことを特徴とする酸化物超電導体コイルが開示されている。 In Patent Document 1, in a racetrack-shaped coil having a straight part and a circular arc part and composed of a single-core superconductor material of an oxide superconductor, the cross-sectional area of the superconductor material at the part where the magnetic flux concentrates is An oxide superconductor coil is disclosed which is characterized by being made larger than other parts.

特開2006-332577号公報JP 2006-332577 A

上記の特許文献1の技術によれば、レーストラック形状の超電導コイルにおいて、磁束が集中する曲率部分の超電導体すなわち超電導線材の断面積を増加することで、超電導状態の裕度が向上し大きな電流を通電できるので、強い磁場を発生することが可能になる。
しかしながら、巻線途中で超電導線材の断面積を変化させるためにはニオブ・チタン線材などを引き抜きにより製作された超電導線材では、コイル製作時において巻線の途中で断面の異なる線材を接続する必要がある。超電導線材の接続部分は超電導性能が低下しやすく、また、コイル断面積が増大するため、レーストラック形状の超電導コイルの円弧部の形状が大きくなり、磁場強度を向上させつつ小型化することが困難となる。
According to the technique of Patent Document 1, in the racetrack-shaped superconducting coil, by increasing the cross-sectional area of the superconductor in the curvature portion where the magnetic flux concentrates, that is, the superconducting wire, the tolerance of the superconducting state is improved and a large current is generated. can be energized, it is possible to generate a strong magnetic field.
However, in order to change the cross-sectional area of the superconducting wire in the middle of the winding, it is necessary to connect wires with different cross-sections in the middle of the winding in the case of superconducting wires made by drawing niobium or titanium wires. be. The superconducting performance of the superconducting wire is likely to be degraded at the joints of the superconducting wires, and because the cross-sectional area of the coil increases, the arc of the racetrack-shaped superconducting coil becomes large, making it difficult to reduce the size while improving the magnetic field strength. becomes.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、レーストラック形状の超電導コイルを鉄などの磁性材の磁極に巻回した超電導磁石において、従来と同一の超電導線材の性能であっても、より小型でより強い磁場を発生できる超電導コイルおよび超電導磁石装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a superconducting magnet in which a racetrack-shaped superconducting coil is wound around the magnetic poles of a magnetic material such as iron, the performance of the superconducting wire is the same as that of the conventional superconducting magnet. Another object of the present invention is to provide a superconducting coil and a superconducting magnet device which are smaller and can generate a stronger magnetic field.

前記課題を解決するため、本発明の超電導コイルは、直線部と円弧部を有するレーストラック形状に巻回された超電導線材と、前記円弧部の内周側において超電導線材の層間に配置されたスペーサと、を備え、前記スペーサの配置間隔は、当該超電導コイルの内径側ほど狭くするようにした。 In order to solve the above-mentioned problems, the superconducting coil of the present invention includes a superconducting wire wound in a racetrack shape having a straight portion and an arc portion, and a spacer disposed between layers of the superconducting wire on the inner peripheral side of the arc portion. , and the arrangement interval of the spacers is made narrower toward the inner diameter side of the superconducting coil .

また、本発明の超電導磁石装置は、対向して配置された一対のヨークと、前記ヨークのそれぞれから突出した磁極と、前記磁極の周囲に設置され、レーストラック形状に超電導線材が巻回された超電導コイルと、を備え、前記超電導コイルは、前記レーストラック形状の円弧部の内周側において、前記超電導コイルの断面の電流密度が、円弧部の外周側の電流密度より小さくした。 The superconducting magnet device of the present invention includes a pair of yokes arranged facing each other, magnetic poles projecting from each of the yokes, and a superconducting wire wound around the magnetic poles in a racetrack shape. and a superconducting coil, wherein the current density in the cross section of the superconducting coil is smaller on the inner peripheral side of the arc portion of the racetrack shape than the current density on the outer peripheral side of the arc portion.

本発明によれば、短軸方向の大きさを変えることなく、レーストラック形状の超電導コイルの円弧部における磁場強度の増加を抑止できるので、より強い磁場を発生できる超電導コイルおよび超電導磁石装置を提供できる。 The present invention provides a superconducting coil and a superconducting magnet device capable of generating a stronger magnetic field because it is possible to suppress an increase in the magnetic field strength in the arc portion of the racetrack-shaped superconducting coil without changing the size in the minor axis direction. can.

実施形態の超電導コイルの磁力線方向の断面図である。1 is a cross-sectional view of a superconducting coil of an embodiment in the direction of magnetic lines of force; FIG. 磁束の集中を説明する超電導コイルの1/4周分を上部から見た拡大図である。It is the enlarged view which looked at 1/4 circumference|surroundings of the superconducting coil from the upper part explaining concentration of magnetic flux. スペーサ有無時の超電導コイルの1/4周分を上部から見た拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a quarter turn of a superconducting coil with and without a spacer, viewed from above; 超電導コイルの円弧部断面の構成、磁束密度、電流密度の関係を示す図である。It is a figure which shows the structure of the circular-arc part cross section of a superconducting coil, magnetic flux density, and the relationship of a current density. 偏向電磁石装置の偏向電磁石の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the bending electromagnet of a bending electromagnet apparatus. 偏向電磁石装置の上下方向の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the up-down direction of a bending electromagnet apparatus. 偏向電磁石のメインコイルおよびサイドコイルの電流方向と磁束を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing current directions and magnetic fluxes of a main coil and side coils of a bending electromagnet; メイン磁極とサイド磁極の部分拡大図である。4 is a partially enlarged view of a main magnetic pole and side magnetic poles; FIG. 他の構成の超電導コイルの磁力線方向の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a superconducting coil having another configuration in the direction of magnetic lines of force; スペーサの替わりに磁極を挿入した超電導コイルの磁力線方向の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a superconducting coil in which magnetic poles are inserted instead of spacers, taken in the direction of magnetic lines of force;

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、実施形態の超電導コイル14の磁力線方向の断面図である。
実施形態の超電導コイル14は、磁性体磁極16の周りに、超電導線材20が直線部14Bと円弧部14Aからなるレーストラック形状に巻回され、複数の超電導線材20が積層されている。そして、円弧部14Aの内周側(磁性体磁極16側)の超電導線材20の層間には、スペーサ17を設置している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the superconducting coil 14 of the embodiment in the direction of the magnetic lines of force.
In the superconducting coil 14 of the embodiment, a superconducting wire 20 is wound around a magnetic pole 16 in a racetrack shape consisting of straight portions 14B and arc portions 14A, and a plurality of superconducting wires 20 are laminated. A spacer 17 is provided between the layers of the superconducting wire 20 on the inner peripheral side (on the magnetic pole 16 side) of the circular arc portion 14A.

図2に示すように、レーストラック形状の超電導コイル14における円弧部14Aの内周部15では、直線部14Bより磁束密度が高くなっている。このため、直線部14Bに対して円弧部の内周部15でより超電導線材20が受ける磁場強度が高くなり、超電導線材20に流せる電流値が制限される。 As shown in FIG. 2, the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A in the racetrack-shaped superconducting coil 14 has a higher magnetic flux density than the straight portion 14B. Therefore, the magnetic field strength received by superconducting wire 20 is higher at inner peripheral portion 15 of the arc portion than at straight portion 14B, and the current value that can flow through superconducting wire 20 is limited.

詳しくは、図2は、レーストラック形状の超電導コイル14の1/4周分を上部から見た拡大図である。超電導コイル14の電流方向の磁束13を示している。図2から明らかなように、円弧部14Aの内周部15から外周方向に向かって、磁束13の密度が低下している。さらに、円弧部14Aの内周部15と直線部14Bとでは、円弧部14Aの内周部15の方が、磁束13の密度が高い。つまり、円弧部14Aの内周部15が超電導コイル14において最も磁束が集中し磁束密度が高くなっている。 Specifically, FIG. 2 is an enlarged view of a quarter turn of the racetrack-shaped superconducting coil 14 viewed from above. The magnetic flux 13 in the current direction of the superconducting coil 14 is shown. As is clear from FIG. 2, the density of the magnetic flux 13 decreases from the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A toward the outer peripheral direction. Furthermore, the density of the magnetic flux 13 is higher in the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A than in the straight portion 14B. That is, the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A has the highest concentration of magnetic flux in the superconducting coil 14 and the magnetic flux density is high.

超電導線材20に流せる電流値は、温度と磁場強度で決まっていることから、超電導コイル14が均一な温度であれば、磁場強度で超電導線材20に流せる電流値が決まる。
したがって、図2の超電導コイル14では、円弧部14Aの内周部15の磁束密度で決まる所定の電流値までしか通電することができない。
このため、円弧部14Aの内周部15の磁束密度により超電導コイル14の直線部14Bの磁場強度も制限される。
Since the current value that can be passed through superconducting wire 20 is determined by the temperature and the magnetic field strength, if the temperature of superconducting coil 14 is uniform, the current value that can be passed through superconducting wire 20 is determined by the magnetic field strength.
Therefore, in the superconducting coil 14 of FIG. 2, it is possible to conduct current only up to a predetermined current value determined by the magnetic flux density of the inner peripheral portion 15 of the circular arc portion 14A.
Therefore, the magnetic field intensity of the straight portion 14B of the superconducting coil 14 is also limited by the magnetic flux density of the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A.

実施形態の超電導コイル14では、図1に示したように、円弧部14Aの内周側の超電導線材20の層間にスペーサ17を配置して、円弧部14Aの内周部15における電流密度を低減し、円弧部14Aの内周部15における磁場強度(磁束密度)の集中を抑制する。これにより、磁場強度の影響が低下するので超電導コイル14の超電導線材20に流せる電流値を増大し、超電導コイル14がより強い磁場を発生できるようにする。
ここで、電流密度は、超電導コイル14の断面における超電導線材20の単位面積当たりの本数の意味である。
In the superconducting coil 14 of the embodiment, as shown in FIG. 1, the spacer 17 is arranged between the layers of the superconducting wire 20 on the inner peripheral side of the arc portion 14A to reduce the current density in the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A. and suppress concentration of the magnetic field strength (magnetic flux density) in the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A. As a result, the influence of the magnetic field intensity is reduced, so the current value that can be passed through the superconducting wire 20 of the superconducting coil 14 is increased, so that the superconducting coil 14 can generate a stronger magnetic field.
Here, the current density means the number of superconducting wires 20 per unit area in the cross section of the superconducting coil 14 .

ここで、スペーサ17について説明する。
超電導コイル14は、液体ヘリウム等の冷媒により、超電導線材20が超電導状態になる臨界温度以下に保持する。また、冷凍冷却器で超電導コイル14を伝導冷却して、超電導線材20が超電導状態になる臨界温度以下に保持する。
このため、スペーサ17を、金属、セラミックス、繊維強化樹脂などの熱良導体で構成して、超電導コイル14に温度分布が生じないようにする。
Here, the spacer 17 will be explained.
The superconducting coil 14 is kept below the critical temperature at which the superconducting wire 20 becomes superconducting with a coolant such as liquid helium. In addition, the superconducting coil 14 is conductively cooled by a cryocooler to keep the superconducting wire 20 below the critical temperature at which the superconducting wire 20 becomes superconducting.
Therefore, the spacer 17 is made of a good thermal conductor such as metal, ceramics, or fiber-reinforced resin so that the superconducting coil 14 does not have a temperature distribution.

また、スペーサ17を、鉄、珪素鋼またはパーメンジュールなどの強磁性体により構成してもよい。この構成によれば、円弧部14Aの内周部15における電流密度を低減とともに、スペーサ17を通過する磁束が増加して、超電導線材20を通過する磁束が低減する。つまり、円弧部14Aの内周部15における磁場強度(磁束密度)が、スペーサ17を熱良導体で構成する場合より低下するので、超電導コイル14の超電導線材20に流せる電流値を増大でき、超電導コイル14がより強い磁場を発生できるようになる。 Also, the spacer 17 may be made of a ferromagnetic material such as iron, silicon steel, or permendur. According to this configuration, the current density in the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A is reduced, the magnetic flux passing through the spacer 17 is increased, and the magnetic flux passing through the superconducting wire 20 is reduced. That is, since the magnetic field intensity (magnetic flux density) in the inner peripheral portion 15 of the circular arc portion 14A is lower than in the case where the spacer 17 is made of a good thermal conductor, the current value that can be applied to the superconducting wire 20 of the superconducting coil 14 can be increased. 14 can generate a stronger magnetic field.

図1では、1つの円弧部14Aの内周側にスペーサを2か所設置しているが、1か所および3か所以上設置しても良い。 In FIG. 1, two spacers are installed on the inner peripheral side of one circular arc portion 14A, but one spacer or three or more spacers may be installed.

つぎに、図3Aと図3Bにより、スペーサ17による円弧部14Aの内周部15の磁束密度の低減について、より詳細に説明する。
図3Aは、レーストラック形状の超電導コイル14における、上部から見た1/4周分の外形の拡大図である。破線は、円弧部の超電導線材20の層間にスペーサ17を設置していない状態(スペーサなしコイル)のコイル円弧部を示し、実線は円弧部の内周側にスペーサ17を設置した状態(スペーサ付きコイル)のコイル円弧部を示している。
3A and 3B, how the spacer 17 reduces the magnetic flux density of the inner peripheral portion 15 of the arc portion 14A will be described in more detail.
FIG. 3A is an enlarged view of a 1/4 circumference of the racetrack-shaped superconducting coil 14 viewed from above. The dashed line indicates the coil arc portion in which the spacer 17 is not installed between the layers of the superconducting wire 20 of the arc portion (spacerless coil), and the solid line indicates the state in which the spacer 17 is installed on the inner peripheral side of the arc portion (with spacer). coil).

図3Aにおいて、符号“a”は超電導コイル14の長軸方向における円弧部の曲率中心を示し、符号“b”は長軸方向における円弧部の内径位置、符号“c”はスペーサなしコイルの円弧部の外径位置、符号“d”はスペーサ付きコイルの外径位置、を示している。 In FIG. 3A, the symbol "a" indicates the center of curvature of the arc portion in the longitudinal direction of the superconducting coil 14, the symbol "b" indicates the inner diameter position of the arc portion in the longitudinal direction, and the symbol "c" indicates the arc of the spacerless coil. , and symbol "d" indicates the outer diameter position of the spacer-equipped coil.

図3Bは、超電導コイル14の長軸方向における円弧部断面の構成、磁束密度、電流密度の関係を示す図である。
図3Bは、紙面の横方向を超電導コイル14の円弧部の半径方向とし、上段に円弧部断面の構成、中段にスペーサなしコイル(破線)とスペーサ付きコイル(実線)の円弧部断面の磁束密度B、下段にスペーサなしコイル(破線)とスペーサ付きコイル(実線)の円弧部断面の電流密度Jを示している。
図3Bの横軸の符号“a”、“b”、“c”、“d”は、図3Aで説明したスペーサ17の位置と同じ位置を示している。
FIG. 3B is a diagram showing the relationship between the configuration of the arc section in the longitudinal direction of the superconducting coil 14, the magnetic flux density, and the current density.
In FIG. 3B, the horizontal direction of the paper is the radial direction of the arc part of the superconducting coil 14, the upper part shows the configuration of the arc part cross section, and the middle part shows the magnetic flux density of the arc part cross section of the coil without spacer (broken line) and the coil with spacer (solid line). B, the lower part shows the current density J of the cross section of the circular arc portion of the spacer-less coil (dashed line) and the spacer-attached coil (solid line).
Symbols "a", "b", "c", and "d" on the horizontal axis of FIG. 3B indicate the same positions as the positions of the spacers 17 described in FIG. 3A.

図3Bの中段の円弧部断面の磁束密度のグラフが示すように、スペーサなしコイル(破線)のコイル内周側の磁束密度Bは他より大きく、また、円弧部の内径位置bに近いほど変化が大きくなっている。このため、コイル内周側の磁束密度Bが所定値を超えると、超電導線材の電流が制限され、超電導コイル14の発生する磁場強度が制限される。 As shown in the graph of the magnetic flux density in the cross section of the circular arc in the middle of FIG. is getting bigger. Therefore, when the magnetic flux density B on the inner peripheral side of the coil exceeds a predetermined value, the current of the superconducting wire is limited, and the strength of the magnetic field generated by the superconducting coil 14 is limited.

そこで、実施形態の超電導コイル14では、上段の円弧部断面の構成を示す図でように、超電導線材を積層して巻回する超電導コイル14の円弧部の内周側において、超電導線材の層間にスペーサ17を配置して、円弧部断面の電流密度を小さくする。
詳しくは、円弧部の内周側で、超電導コイル14の内径位置(符号“b”)に近いほど、スペーサ17(ハッチング部分)の配置間隔を狭くする。
Therefore, in the superconducting coil 14 of the embodiment, as shown in the diagram showing the configuration of the cross section of the arc portion in the upper row, on the inner peripheral side of the arc portion of the superconducting coil 14 in which the superconducting wire is laminated and wound, between the layers of the superconducting wire. A spacer 17 is arranged to reduce the current density in the arc section.
Specifically, on the inner peripheral side of the circular arc portion, the closer to the inner diameter position (marked “b”) of the superconducting coil 14 , the narrower the spacing of the spacers 17 (hatched portion).

上記のスペーサ17の配置により、図3Bの下段の電流密度Jのグラフに示すように、
一定の電流密度となるスペーサなしコイル(破線)に対して、スペーサ付きコイル(実線)の電流密度Jは、スペーサ17の配置範囲において、内径位置(符号“b”)に向かって電流密度が低下する。
Due to the arrangement of the spacers 17 described above, as shown in the lower graph of current density J in FIG. 3B,
The current density J of the spacer-equipped coil (solid line) decreases toward the inner diameter position (symbol “b”) in the arrangement range of the spacer 17 compared to the spacer-less coil (dashed line), which has a constant current density. do.

上記のスペーサ17の配置による電流密度分布の変更によって、図3Bの中段の円弧部断面の磁束密度Bのグラフが示すように、スペーサ付きコイル(実線)の磁束密度Bは、スペーサなしコイル(破線)に比べて、円弧部の内周側の磁束密度Bを小さくする。
これにより、磁場強度の増大による電流制限を抑止できるので、超電導コイル14の超電導線材20に流せる電流値を増大でき、超電導コイル14がより強い磁場を発生できるようになる。
By changing the current density distribution due to the arrangement of the spacers 17, as shown in the graph of the magnetic flux density B of the arc section in the middle of FIG. ), the magnetic flux density B on the inner peripheral side of the arc is made smaller.
As a result, current limitation due to an increase in magnetic field intensity can be suppressed, so that the current value that can be passed through the superconducting wire 20 of the superconducting coil 14 can be increased, and the superconducting coil 14 can generate a stronger magnetic field.

つぎに、図4から図7により、実施形態の超電導コイル14を適用した超電導磁石装置の一例を説明する。
実施形態の超電導磁石装置は、図示されていない加速器から出射された電子ビームや陽子線などの荷電粒子ビームに対し、ビーム進行方向と垂直な方向に周期的な運動を加えることで放射光を発生させる偏向電磁石装置である。
Next, an example of a superconducting magnet device to which the superconducting coil 14 of the embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 4 to 7. FIG.
The superconducting magnet device of the embodiment generates synchrotron radiation by applying periodic motion in a direction perpendicular to the beam traveling direction to a charged particle beam such as an electron beam or a proton beam emitted from an accelerator (not shown). It is a bending electromagnet device that

図4は、偏向電磁石装置の偏向電磁石1の構成を示す図である。
偏向電磁石1の超電導コイル14(不図示)は、電気抵抗がゼロの超電導状態を維持するために、真空容器や輻射シールドなどのクライオスタットに収められ、冷凍機などで低温に維持されている。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the bending electromagnet 1 of the bending electromagnet device.
The superconducting coil 14 (not shown) of the bending magnet 1 is housed in a cryostat such as a vacuum vessel or a radiation shield and kept at a low temperature by a refrigerator or the like in order to maintain a superconducting state with zero electrical resistance.

偏向電磁石1は、荷電粒子ビームの軌道であるビームダクト2の直線部に沿って上下に第1の磁極3と第2の磁極4と第3の磁極5とが対向して配置される。第1の磁極3と第2の磁極4と第3の磁極5の各磁極は、鉄などの磁性体で形成され、対向するように、磁性体のヨーク7に設置されている。上下のヨーク7は、磁性または非磁性体の金属で形成されるサイドヨーク10によって接続、支持されている。 The bending electromagnet 1 has a first magnetic pole 3, a second magnetic pole 4, and a third magnetic pole 5 arranged vertically facing each other along the straight portion of the beam duct 2, which is the trajectory of the charged particle beam. The magnetic poles of the first magnetic pole 3, the second magnetic pole 4 and the third magnetic pole 5 are made of a magnetic material such as iron, and are placed on a magnetic yoke 7 so as to face each other. The upper and lower yokes 7 are connected and supported by side yokes 10 made of magnetic or non-magnetic metal.

対向する第1の磁極3と対向する第2の磁極4と上下のヨーク7により閉じた磁気回路を形成している。同様に、対向する第2の磁極4と対向する第3の磁極5と上下のヨーク7により閉じた磁気回路を形成している。以下、第2の磁極4をメイン磁極、第1の磁極3と第3の磁極5とサイド磁極と称する。 A closed magnetic circuit is formed by the opposing first magnetic poles 3, the opposing second magnetic poles 4, and the upper and lower yokes. Similarly, the opposing second magnetic pole 4, the opposing third magnetic pole 5, and the upper and lower yokes 7 form a closed magnetic circuit. Hereinafter, the second magnetic pole 4 will be referred to as the main magnetic pole, and the first magnetic pole 3, the third magnetic pole 5 and the side magnetic poles.

第1の磁極3と第2の磁極4と第3の磁極5のそれぞれの周りには、超電導コイル14が巻き回され、実施形態の偏向電磁石装置は、三極の超電導磁石が形成されている。以下、メイン磁極の周りの超電導コイル14をメインコイル8、サイド磁極の周りの超電導コイル14をサイドコイル9と称する。 A superconducting coil 14 is wound around each of the first magnetic pole 3, the second magnetic pole 4, and the third magnetic pole 5, and the bending electromagnet device of the embodiment forms a three-pole superconducting magnet. . Hereinafter, the superconducting coil 14 around the main magnetic pole is called a main coil 8 and the superconducting coil 14 around the side magnetic poles is called a side coil 9 .

メインコイル8とサイドコイル9とを構成する6つの超電導コイル14は、それぞれ、ビームダクト2に直交する2つの直線部14Bと、2つの直線部14Bの間をつなぐ円弧部14Aを持つレーストラック形状を有している(図1参照)。
加速器から出射された荷電粒子ビームは、ビームダクト2内を、第1の磁極3、第2の磁極4、第3の磁極5の順に進む。ビームダクト2内のビーム軌道6は、荷電粒子ビームの軌道を示す。
The six superconducting coils 14 that make up the main coil 8 and the side coils 9 each have a racetrack shape with two straight portions 14B perpendicular to the beam duct 2 and an arc portion 14A that connects the two straight portions 14B. (see FIG. 1).
A charged particle beam emitted from an accelerator advances through a beam duct 2 in order of a first magnetic pole 3 , a second magnetic pole 4 and a third magnetic pole 5 . A beam trajectory 6 in the beam duct 2 indicates the trajectory of the charged particle beam.

つぎに、図5により、実施形態の超電導磁石装置による、荷電粒子ビームの偏向状態を説明する。図5は、図4の偏向電磁石1の上下方向の断面(超電導コイル14の磁力線方向に垂直な断面)を示す図である。なお、図5における符号は、図4の符号と同じ部位を示し、詳細な説明は省略する。 Next, referring to FIG. 5, the state of deflection of the charged particle beam by the superconducting magnet device of the embodiment will be described. FIG. 5 is a view showing a vertical cross section (a cross section perpendicular to the direction of the magnetic lines of force of the superconducting coil 14) of the bending electromagnet 1 of FIG. 5 indicate the same parts as those in FIG. 4, and detailed description thereof will be omitted.

放射光を発生させる場合は、ビーム軌道6を通過する荷電粒子ビームの軌道を急激に曲げて偏向軌道11とする。この際、元の荷電粒子ビームの軌道方向に放射光が発生する。
詳しくは、図5に示すように、偏向電磁石1に入射したビーム軌道6の荷電粒子ビームは、はじめに、第1の磁極3すなわちサイド磁極が生成した磁場によって紙面下方向に偏向され、次に、第2の磁極4すなわちメイン磁極が生成した磁場によって、紙面上方向に偏向される。さらに、第3の磁極5すなわちサイド磁極によって元の荷電粒子ビームのビーム軌道6上に偏向され、回復する。
荷電粒子ビームが、偏向電磁石1の生成する磁場を通過して偏向されて偏向軌道を描く際に、元の軌道方向に放射光を発生する。
When generating synchrotron radiation, the trajectory of the charged particle beam passing through the beam trajectory 6 is sharply bent to form a deflection trajectory 11 . At this time, synchrotron radiation is generated in the trajectory direction of the original charged particle beam.
Specifically, as shown in FIG. 5, the charged particle beam of the beam trajectory 6 incident on the bending electromagnet 1 is first deflected downward in the plane of the paper by the magnetic field generated by the first magnetic pole 3, that is, the side magnetic pole, and then The magnetic field generated by the second magnetic pole 4, ie, the main magnetic pole, deflects the magnetic field upward in the plane of the drawing. Further, the charged particle beam is deflected onto the beam trajectory 6 of the original charged particle beam by the third magnetic pole 5, that is, the side magnetic pole, and is restored.
When the charged particle beam passes through the magnetic field generated by the bending electromagnet 1 and is deflected to draw a deflection trajectory, synchrotron radiation is generated in the direction of the original trajectory.

上記のような荷電粒子ビームの偏向軌道を実現するために、メイン磁極(第2の磁極4)間とサイド磁極(第1の磁極3、第3の磁極5)間の磁場はそれぞれ極性が反対であり、ビーム軌道上で荷電粒子が受けるメイン磁極による磁場の積算値と2つのサイド磁極による磁場の積算値が等しくする。 In order to realize the deflection trajectory of the charged particle beam as described above, the magnetic fields between the main magnetic pole (second magnetic pole 4) and the side magnetic poles (first magnetic pole 3 and third magnetic pole 5) have opposite polarities. , and the integrated value of the magnetic field by the main magnetic pole and the integrated value of the magnetic field by the two side magnetic poles that the charged particles receive on the beam trajectory are made equal.

図6は、偏向電磁石1のメインコイル8およびサイドコイル9における超電導コイル14の電流方向12と磁束13を示す図である。サイド磁極(第1の磁極3)とメイン磁極(第2の磁極4)、および、メイン磁極(第2の磁極4)とサイド磁極(第3の磁極5)の間で、2つの閉じた磁気回路を形成し、メイン磁極の間の磁束は、片側のサイド磁極の間の磁束の2倍となっている。このため、メインコイル8とサイドコイル9とは、異なる方向に電流を通流する。
図6のメインコイル8とサイドコイル9とにおいて、○に×記号は電流の手前から奥への流れを示し、○に●の記号は電流の奥から手前への流れを示している。
FIG. 6 is a diagram showing current directions 12 and magnetic fluxes 13 of the superconducting coils 14 in the main coil 8 and the side coils 9 of the bending electromagnet 1. As shown in FIG. Two closed magnets between the side pole (first pole 3) and the main pole (second pole 4) and between the main pole (second pole 4) and the side pole (third pole 5). Forming a circuit, the flux between the main poles is twice the flux between the side poles on one side. Therefore, the main coil 8 and the side coil 9 conduct current in different directions.
In the main coil 8 and the side coils 9 in FIG. 6, the symbols ◯ and  indicate the current flow from the front to the back, and the symbols ◯ and ● indicate the current flow from the back to the front.

図7は、図6の磁束13の分布について、メイン磁極とサイド磁極の部分を拡大して示している。図7に示すように、対向するメイン磁極の間に強い磁束密度を発生させるため、メインコイル8と隣り合うサイドコイル9には同じ方向の電流12を通電する。 FIG. 7 shows the distribution of the magnetic flux 13 in FIG. 6 by enlarging the main magnetic pole and the side magnetic pole. As shown in FIG. 7, in order to generate a strong magnetic flux density between the opposing main magnetic poles, a current 12 is applied in the same direction to the main coil 8 and the adjacent side coil 9 .

図6に示したように、1対のメインコイル8と2対のサイドコイル9を使用した偏向電磁石1の場合、対向するサイド磁極の間に対してメイン磁極の間にはおよそ2倍の磁束が通過している。このため、サイドコイル9に対してメインコイル8が発生する磁束が多く、超電導コイル14を構成する超電導線材20が置かれる位置の磁場強度は、メインコイル8のメイン磁極側の高さ中心付近で最も大きくなる。 As shown in FIG. 6, in the case of the bending electromagnet 1 using one pair of main coils 8 and two pairs of side coils 9, the magnetic flux between the main magnetic poles is about twice that between the opposing side magnetic poles. is passing through. Therefore, the magnetic flux generated by the main coil 8 is greater than that of the side coil 9, and the magnetic field strength at the position where the superconducting wire 20 constituting the superconducting coil 14 is placed is near the center of the height of the main coil 8 on the main magnetic pole side. become the largest.

これは、アンペールの法則(2πrH=I。Hは磁場の強さ、Iは積分経路に含まれる電流、rは積分経路の半径)からも超電導コイル14の中心よりも表面付近で最も磁場が強いことが明らかである。同様に超電導コイル14の断面積が小さい程、コイル表面の超電導線材が受ける磁場は強くなる。 According to Ampere's law (2πrH=I, where H is the strength of the magnetic field, I is the current included in the integration path, and r is the radius of the integration path), the magnetic field is strongest near the surface of the superconducting coil 14 rather than at the center. It is clear that Similarly, the smaller the cross-sectional area of the superconducting coil 14, the stronger the magnetic field that the superconducting wire on the coil surface receives.

実施形態の超電導磁石装置においては、偏向電磁石1のレーストラック形状の超電導コイル14の円弧部14Aにおける磁束密度の集中を低減したので、超電導コイル14の短軸方向を大きくすることなく、超電導線材20に流せる電流値を増大し、直線部14Bにおける磁場強度を増大できる。これにより、超電導磁石装置のビームダクト2の直線部の長さ(超電導磁石装置の長さ)が増大することなく、荷電粒子ビームの偏向磁場強度を増大できる。 In the superconducting magnet apparatus of the embodiment, since the concentration of the magnetic flux density in the arc portion 14A of the racetrack-shaped superconducting coil 14 of the bending electromagnet 1 is reduced, the superconducting wire 20 can be formed without enlarging the minor axis direction of the superconducting coil 14. It is possible to increase the magnetic field intensity in the straight portion 14B by increasing the current value that can be applied to the straight portion 14B. As a result, the deflection magnetic field intensity of the charged particle beam can be increased without increasing the length of the straight portion of the beam duct 2 of the superconducting magnet device (the length of the superconducting magnet device).

つぎに、図1と異なるレーストラック形状の超電導コイル14の他の構成を図8、図9により説明する。
図8は、他の構成の超電導コイル14の磁力線方向の断面図である。
Next, another structure of the racetrack-shaped superconducting coil 14 different from that of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the superconducting coil 14 having another configuration in the direction of the magnetic lines of force.

図8の超電導コイル14は、図1で説明した超電導コイル14と、円弧部14Aの内周側に設置されたスペーサ17を境に、超電導線材20Aを巻回したコイル部と、超電導線材20Bを巻回したコイル部と、超電導線材20Cを巻回したコイル部とを多重に設けた。これにより、それぞれのコイルの円弧部14Aにおける電流密度を低減し、円弧部14Aにおける磁場強度(磁束密度)の集中を抑止する。
これにより、超電導線材20A、20Bおよび20Cのそれぞれのコイルの電流を最大化して、超電導コイル14がより強い磁場を発生できるようにする。
The superconducting coil 14 in FIG. 8 includes the superconducting coil 14 described in FIG. 1, the coil portion in which the superconducting wire 20A is wound, and the superconducting wire 20B with the spacer 17 installed on the inner peripheral side of the arc portion 14A as a boundary. A wound coil portion and a coil portion wound with the superconducting wire 20C are provided in multiple. This reduces the current density in the arc portion 14A of each coil, and suppresses the concentration of the magnetic field strength (magnetic flux density) in the arc portion 14A.
This maximizes the current in each coil of superconducting wires 20A, 20B and 20C, allowing superconducting coil 14 to generate a stronger magnetic field.

さらに、超電導線材20A、20Bおよび20Cのそれぞれを、内周に巻回される線材ほどより強い磁場に耐える超電導線材を使用する等の、異なる超電導特性の線材としてもよい。
これにより、より強い磁場を発生する、あるいは、より小さい超電導磁石装置を実現することが可能となる。
Furthermore, each of the superconducting wires 20A, 20B and 20C may have different superconducting characteristics, such as using a superconducting wire that withstands a stronger magnetic field as the wire is wound on the inner circumference.
This makes it possible to generate a stronger magnetic field or realize a smaller superconducting magnet device.

図1と図8で説明した超電導コイル14は、円弧部14Aのそれぞれで、2つのスペーサ17を配置する例を説明したが、スペーサ17の数は2つに限定されず、ひとつであってもよい。また、3つ以上であってもよい。
しかし、図2でも説明したように、円弧部14Aの内周側ほど磁束密度が高くなるので、スペーサ17は、超電導コイル14の円弧部内周側に配置する必要がある。
In the superconducting coil 14 described with reference to FIGS. 1 and 8, an example in which two spacers 17 are arranged in each arc portion 14A has been described, but the number of spacers 17 is not limited to two. good. Also, the number may be three or more.
However, as explained with reference to FIG. 2, since the magnetic flux density increases toward the inner circumference of the arc portion 14A, the spacer 17 needs to be arranged on the inner circumference side of the arc portion of the superconducting coil 14. FIG.

図9のレーストラック形状の超電導コイル14は、超電導コイル14の円弧部14Aに強磁性体のスペーサ17を配置することに替えて、第1の磁極3、第2の磁極4、および第3の磁極5(図4、図5参照)に並列に、磁極を構成する磁性体18をヨーク7に形成し、この磁性体18が、超電導コイル14の円弧部14Aに挿入するように、超電導線材20の層間にすきまを設けた。 The racetrack-shaped superconducting coil 14 of FIG. A magnetic body 18 forming a magnetic pole is formed in the yoke 7 in parallel with the magnetic pole 5 (see FIGS. 4 and 5). A gap was provided between the layers.

詳しくは、磁極を構成する磁性体18は、磁気抵抗が小さく磁束が通過しやすいため、上下のヨーク7とサイドヨーク10とで磁気回路を形成する。これにより、超電導コイルを通過する磁束密度を低減させることができ、超電導コイル14の電流制限を抑止することができるので、より発生磁場が強い、あるいは、より小さい超電導磁石装置を形成できる。 More specifically, since the magnetic material 18 constituting the magnetic poles has a small magnetic resistance and allows magnetic flux to pass through easily, the upper and lower yokes 7 and the side yokes 10 form a magnetic circuit. As a result, the magnetic flux density passing through the superconducting coil can be reduced, and the current limitation of the superconducting coil 14 can be suppressed, so that a superconducting magnet device with a stronger or smaller generated magnetic field can be formed.

この磁性体18は、対向する上下の超電導コイル14と同じように、対向する磁性体18が上下に分離してヨーク7に設置しても良いが、上下の磁性体18を接続するように一体としてもよい。上下の磁性体18を接続して一体とする場合には、磁性体18は、上下のヨーク7のいずれかに形成する。 As with the upper and lower superconducting coils 14 facing each other, the magnetic bodies 18 may be separated vertically and installed on the yoke 7. may be When connecting and integrating the upper and lower magnetic bodies 18 , the magnetic bodies 18 are formed in either the upper or lower yoke 7 .

上記の実施形態の超電導磁石装置では、実施形態の超電導コイル14が上下に対向して設けられた偏向電磁石1について説明したが、偏向電磁石1に限らず単体の超電導コイル14を備えた超電導磁石装置にも適用できる。
また、図2の2極の偏向電磁石に限らず、四重極電磁石装置にも実施形態の超電導コイル14を適用できる。
In the superconducting magnet apparatus of the above embodiment, the bending electromagnet 1 in which the superconducting coils 14 of the embodiment are provided facing each other vertically has been described. can also be applied to
Moreover, the superconducting coil 14 of the embodiment can be applied not only to the two-pole bending electromagnet shown in FIG. 2 but also to a quadrupole electromagnet device.

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。 Moreover, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. The above embodiments have been described in detail to facilitate understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

1 偏向電磁石
2 ビームダクト
3 第1の磁極
4 第2の磁極
5 第3の磁極
6 ビーム軌道
7 ヨーク
8 メインコイル(超電導コイル)
9 サイドコイル(超電導コイル)
10 サイドヨーク
13 磁束
14 超電導コイル
15 内周部
16 磁性体磁極
17 スペーサ
20 超電導線材
REFERENCE SIGNS LIST 1 bending electromagnet 2 beam duct 3 first magnetic pole 4 second magnetic pole 5 third magnetic pole 6 beam trajectory 7 yoke 8 main coil (superconducting coil)
9 Side coil (superconducting coil)
REFERENCE SIGNS LIST 10 side yoke 13 magnetic flux 14 superconducting coil 15 inner periphery 16 magnetic pole 17 spacer 20 superconducting wire

Claims (7)

直線部と円弧部を有するレーストラック形状に巻回された超電導線材と、
前記円弧部の内周側において超電導線材の層間に配置されたスペーサと、
を備え
前記スペーサの配置間隔は、当該超電導コイルの内径側ほど狭くする
ことを特徴とする超電導コイル。
a superconducting wire wound in a racetrack shape having a straight portion and an arc portion;
a spacer disposed between layers of the superconducting wire on the inner peripheral side of the arc portion;
with
The arrangement interval of the spacers is narrowed toward the inner diameter side of the superconducting coil.
A superconducting coil characterized by:
請求項1に記載の超電導コイルにおいて、
前記スペーサは、セラミックス、繊維強化樹脂、または金属の熱良導体で形成される
ことを特徴とする超電導コイル。
In the superconducting coil according to claim 1,
A superconducting coil, wherein the spacer is made of ceramics, fiber-reinforced resin, or a good thermal conductor of metal.
請求項1に記載の超電導コイルにおいて、
前記スペーサは、鉄、珪素鋼板、またはパーメンジュールの強磁性体で形成される
ことを特徴とする超電導コイル。
In the superconducting coil according to claim 1,
A superconducting coil, wherein the spacer is made of a ferromagnetic material such as iron, a silicon steel plate, or permendur.
請求項1から請求項のいずれかに記載の超電導コイルにおいて、
前記超電導コイルは、前記スペーサにより分割され、少なくとも2つの異なる超電導線材が巻回している
ことを特徴とする超電導コイル。
In the superconducting coil according to any one of claims 1 to 3 ,
A superconducting coil, wherein the superconducting coil is divided by the spacer and wound with at least two different superconducting wires.
対向して配置された一対のヨークと、
前記ヨークのそれぞれから突出した磁極と、
前記磁極の周囲に設置され、レーストラック形状に超電導線材が巻回された超電導コイルと、
を備え、
前記超電導コイルは、前記レーストラック形状の円弧部の内周側において、前記超電導コイルの断面の電流密度が、円弧部の外周側の電流密度より小さい
ことを特徴とする超電導磁石装置。
a pair of yokes arranged facing each other;
magnetic poles projecting from each of the yokes;
a superconducting coil installed around the magnetic pole and wound with a superconducting wire in a racetrack shape;
with
A superconducting magnet device according to claim 1, wherein the superconducting coil has a cross-sectional current density smaller than that on the outer peripheral side of the arc portion on the inner circumference side of the racetrack-shaped arc portion.
対向して配置された一対のヨークと、
前記ヨークのそれぞれから突出した第1磁極と第2磁極と第3磁極と、
前記第1磁極と前記第2磁極と前記第3磁極の周囲に設置され、レーストラック形状に超電導線材が巻回された超電導コイルと、
を備え、
前記超電導コイルは、前記レーストラック形状の両端の円弧部内周側において、前記ヨークから突出した磁性体の磁極が、それぞれの超電導コイルの超電導線材の巻回層の隙間に挿入している
ことを特徴とする超電導磁石装置。
a pair of yokes arranged facing each other;
a first magnetic pole, a second magnetic pole, and a third magnetic pole projecting from each of the yokes;
a superconducting coil installed around the first magnetic pole, the second magnetic pole, and the third magnetic pole and having a superconducting wire wound in a racetrack shape;
with
The superconducting coil is characterized in that the magnetic poles of the magnetic material projecting from the yoke are inserted into the gaps between the winding layers of the superconducting wire of the respective superconducting coils on the inner circumference side of the circular arc portions at both ends of the racetrack shape. and a superconducting magnet device.
荷電粒子ビームを偏向する超電導磁石装置であって、
荷電粒子ビームの軌道上に、メイン磁場と、前記メイン磁場の前後に、前記メイン磁場と磁場の極性が反対の2つのサブ磁場が形成されるように、前記メイン磁場および前記サブ磁場のそれぞれで請求項1から請求項のいずれかに記載の超電導コイルを備えた
ことを特徴とする超電導磁石装置。
A superconducting magnet device for deflecting a charged particle beam,
in each of the main magnetic field and the sub-magnetic field so that on the trajectory of the charged particle beam, a main magnetic field and two sub-magnetic fields with polarities opposite to that of the main magnetic field are formed before and after the main magnetic field. A superconducting magnet apparatus comprising the superconducting coil according to any one of claims 1 to 4 .
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011066309A (en) 2009-09-18 2011-03-31 Kobe Steel Ltd Superconductive coil, and method of operating the same
JP2012248727A (en) 2011-05-30 2012-12-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Superconducting coil, superconducting magnet, and manufacturing method of superconducting coil
JP2017084595A (en) 2015-10-28 2017-05-18 株式会社日立製作所 Deflection electromagnet device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5922361B2 (en) * 1975-01-17 1984-05-26 株式会社日立製作所 superconducting winding
JPS6213006A (en) * 1985-07-11 1987-01-21 Toshiba Corp Electromagnet for deflection
JPH02106004A (en) * 1988-10-15 1990-04-18 Toyota Motor Corp Superconducting magnet
JP3302757B2 (en) * 1993-02-17 2002-07-15 東海旅客鉄道株式会社 Superconducting magnet device
JP2561064Y2 (en) * 1993-04-30 1998-01-28 住友重機械工業株式会社 Superconducting wiggler
JPH08293410A (en) * 1995-04-21 1996-11-05 Toshiba Corp Superconducting magnet
JP3186616B2 (en) * 1996-11-26 2001-07-11 川崎重工業株式会社 Superconducting wiggler

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011066309A (en) 2009-09-18 2011-03-31 Kobe Steel Ltd Superconductive coil, and method of operating the same
JP2012248727A (en) 2011-05-30 2012-12-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Superconducting coil, superconducting magnet, and manufacturing method of superconducting coil
JP2017084595A (en) 2015-10-28 2017-05-18 株式会社日立製作所 Deflection electromagnet device

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