JPH03297174A - 磁気遮蔽器 - Google Patents

磁気遮蔽器

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JPH03297174A
JPH03297174A JP2100759A JP10075990A JPH03297174A JP H03297174 A JPH03297174 A JP H03297174A JP 2100759 A JP2100759 A JP 2100759A JP 10075990 A JP10075990 A JP 10075990A JP H03297174 A JPH03297174 A JP H03297174A
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JP
Japan
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superconductor
magnetic field
cylindrical layer
magnetic
cylindrical
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Pending
Application number
JP2100759A
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English (en)
Inventor
Kumiko Imai
今井 久美子
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、医療診断機器等で必要とされる1010テス
ラ程度の極低磁場を形成し得る磁気遮蔽器に関する。
〔従来の技術とその課題〕
例えば人間から発する磁界を測定して診断する生体磁気
測定装置等には10−1oテスラ程度の極低磁場がa・
要な為、マイスナー効果を示す超電導体の応用が検討さ
れている。
しかしながら、例えば超電導体製筒状体を冷却して超電
導状態となして、外部からの磁場の侵入を防止する従来
の方法では、上記筒状体内を超電導状態にする前から既
に存在していた地球磁場等の環境磁場が残る為に上記筒
状体内は104テスラ程度の低磁場にしかできなかった
このようなことから、超電導体製筒状体内に残存してい
る環境磁場(以下既存磁場と称す)を外部から既存磁場
と逆方向の磁場をかけて外部へ流出せしめるフラックス
フロー現象を利用する方法が提案された。しかしながら
このような方法によっても、フラックスフローの際に磁
束が超電導体製筒状体内にピンニングされて残り、これ
が後に、上記筒状体内側に漏出する為該超電導体製筒状
体内側の磁場は10−”テスラ程度にしか低減すること
ができなかった。
〔課題を解決する為の手段〕
本発明はかかる状況に鑑み鋭意研究の結果なされたもの
で、その目的とするところは1O−Toテスラ程度の極
低磁場を必要とする医療診断機器に適用し得る磁気遮蔽
器を提供することにある。
即ち、本発明は、臨界温度がT、の超電導体製筒状層A
、の外周に臨界温度がT、より高いT2の超電導体製筒
状層A2を配置し、更に前記超電導体製筒状層A2の外
周に磁束の大きさを可変制御可能な磁場発生コイルを配
置したことを特徴とするものである。
以下に本発明の磁気遮蔽器を図を参照して具体的に説明
する。
第1図は本発明の磁気遮蔽器の一態様を示す横断面図で
ある。
径の異なる2個のAg製筒の外周に臨界温度がT、の超
電導体C3と臨界温度がT、より高い超電導体C2とが
それぞれ層状に形成された2ケのセラミックス超電導体
製筒状層A、、A、がA1を内側にして同心状に配置さ
れ、その外側に磁束の大きさを可変制御可能な磁場発生
コイルが電源に接続して配置されている。
上記磁気遮蔽器を用いて極低磁場を形成する方法は、例
えば上記磁気遮蔽器全体を冷却媒体内に保持してT、よ
り高く、T、より低い温度T、に冷却して超電導体製筒
状層Atのみを超電導状態となし、次いで超電導体製筒
状層A2の外周に配置した磁場発生コイルにより超電導
体製筒状層A。
内に所定の強度及び向きの磁場を発生せしめて前記筒状
体層A2内の既存磁場を超電導体製筒状層A2外に流出
せしめ、次いで上記磁気遮蔽器全体をT、より低い温度
T、に冷却して超’を導体製筒状層A、を超電導状態と
なして、上記超1に導体製筒状層A2にピンニングされ
ていた磁束の起電導体製筒状層A、内側への侵入を遮断
して超電導体製筒状層A、内側を極低磁場となすもので
ある。
本発明の磁気遮蔽器の他の態様例を第2図に示した。こ
の磁気遮蔽器はAg製筒の内側と外側に第1図に示した
のと同じ臨界温度の異なるセラミックス超電導体C1及
びC2をそれぞれ層状に形成して超電導体製筒状層A1
の外側に超電導体製筒状層A!をAg製筒を介在させて
配置したもので、第1図に示した遮蔽器に較べて構造が
簡略化されている。
本発明において、超電導体には液体N2温度で超電導と
なるY−Ba−Cu−0系、B1−3rCa−Cu−0
系等のセラミックス超電導体を用いるのが経済的である
が、Nb−Ti系やNb−3n系等の金属系超電導体を
適用しても差支えない。
尚、上記セラミックス超電導体は脆いので、Au、Ag
、Cu等の展延性に冨む金属材料と複合して用いるのが
好ましい、特にAgは酸素が透過し易い為、超電導体へ
の酸素供給が充分になされて高い超電導特性が得られ、
又熱及び電気伝導性にも優れるので使用中のクエンチに
対しても有利である。
〔作用〕
本発明の磁気遮蔽器は、臨界温度T、の超電導体製筒状
層A、の外側に臨界温度がT1より高い超電導体製筒状
層A、を、更にその外側に磁束の大きさを可変制御可能
な磁場発生コイルを配置したものなので、先ず超電導体
製筒状層A2だけを超電導状態となして外部磁場の侵入
を防止し、次いで上記超電導体製筒状層A2内の既存磁
場の磁束を、上記の磁場発生コイルから発生する磁束と
ともに上記超電導状態の超電導体製筒状層A2を通るフ
ラックスフローとして上記超電導体製筒状層A2の外部
へ流出せしめ、しかるのち上記磁気遮蔽器全体を更に冷
却して超電導体製筒状層A。
をも超電導状態となして、上記超電導体製筒状層A2内
にピンニングされて残留していた磁束の侵入を遮断して
超電導体製筒状層A、内側を極低磁場となすことができ
るものである。
上記において、磁場発生コイルに通電することによって
起電導状態にある超電導体製筒状層A2内の既存磁場を
超電導体製筒状層A2の外部に流出せしめる方法は、前
述の如きフランクスフロー現象を利用して行うもので、
以下にその詳細を図を参照して具体的に説明する。
第3図イ2口はフランクスフロー現象の説明図である。
図中、超電導体製筒状層A2内に配置する超電導体製筒
状層A1は省略した。
磁場発生コイルに通電することにより発生する磁束は上
記コイルの内、外を通り且つ超電導体製筒状層A2の内
側に位置する磁束経路Poが構成され(図イ)、これに
より超電導体製筒状層A2内側に磁束密度Bjの磁場が
形成される。
一方超電導体製筒状層A2の外側の磁場の磁束密度をB
eとすると、超電導体製筒状層A、の内外の磁束密度の
差Bd=Bj−Beが駆動力となって、超電導筒状体A
2内側の磁束が超電導体製筒状層A2を通過して外側に
流出する。
上記においてBjはBeの1.2倍以上とするのが好ま
しい。
かくして、第3図口に示した如く磁場発生コイルにより
作られる磁束の一部の磁束Φ1は、超電導体製筒状層A
2を通り抜け、超電導体製筒状層A2の内側を通る磁束
経路P1を構成する。
この状態で磁場発生コイルの通電を切ると、超電導体製
筒状層A2内例の磁束Φ1のみが残る。
そこで、この磁束Φ1の大きさを適宜に設定することに
より、第3図イに示した既存磁場の磁束Φ0を低減する
ことができる。例えばΦ1=−Φ0となるように設定す
れば磁束Φ0を零とすることができる。
上記の磁束Φ1の設定は、磁場発生コイルの電流値と通
電時間の操作により行われる。この場合−度の通電で磁
束Φ0を零としなくても、通電を繰返し行い磁束Φ0を
徐々に減少させてもよい。
このようにして超電導体製筒状層A2内側の既存磁場が
上記筒状層の外側に流出した後も、上記趨を導体製筒状
層A、には磁束が微細な析出物等にピンニングして残留
するもので、この残留磁束は超電導体製筒状層A、内側
に入り込んで磁場を発生せしめるものである。
本発明においては、上記超電導体製筒状層A2の内側に
超電導体製筒状層A1を配置し、これを超電導状態に冷
却するので、上記超電導体製筒状層A2にピンニングさ
れていた磁束が超電導体製筒状層A、の内側に侵入する
ようなことはなく、超電導体製筒状層A1内側は極低磁
場となる。
〔実施例〕
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例I B i ts r tc a Cu !oX&I成のB
iiセラミックス超電導体の仮焼成粉を有I!溶剤中に
懸濁せしめ、次いでこれを、長さ500閣、肉厚III
I、内径が110mと100mの2種のAg製簡の外表
面に噴霧したのち、大気中にて880°Cに加熱して上
記Ag製筒上に厚さ0.25−のBiiセラミックス超
電導体を膜状に形成し、しかるのち、このBi系超超電
導体製筒状体うちの内径が100閣の筒状体を酸素含有
雰囲気中で500℃×10H更に400°C×20H加
熱処理して臨界温度(Tc)を低下させた。
このようにして作製した2本のセラミックス超電導筒状
体を第1図に示したように同心状に配置し、更に筒状層
A2の外周にコイルを配置して磁気遮蔽器を構成した。
上記のBi系超超1導体製筒状層AI、A2のTcは、
それぞれ77K及び90にであった。
実施例2 内径110閣、長さ500■、肉厚1閣のAg製簡の外
表面にB i z S r z Ca Cu 20 、
組成の仮焼成粉を、又内面にB its rzcao、
wYo、+cuto*組成の仮焼成粉をそれぞれ有機バ
インダーと混練して膜状に塗布し、脱バインダー処理後
、大気中で875℃X4H加熱処理して第2図に示した
ようにAg製筒表面にT、が9OKのBi系超電導体製
筒状層A、を、又裏面にT、が75にのBi系超超電導
体製筒状層A1それぞれ0.25m厚さに形成して磁気
遮蔽器を構成した。
実施例3 実施例2で用いたのと同じAg製簡の表面にYBazC
u、Oヨ組成の仮焼成粉を、又裏面にBitSrzCa
CuzO,の仮焼成粉をそれぞれ有機バインダーと混練
して膜状に塗布し、脱バインダー処理後、大気中で85
0°CXtH加熱処理して、Ag製筒表面にT、が92
にのY超超電導体製筒状層A2を、又裏面にT、が78
にのBi系超電導体製筒状層A、をそれぞれ0.25■
厚さに形成し、更に上記超電導体製筒状層A2の外周に
コイルを配置して磁気遮蔽器を構成した。
斯くの如くして得られた各々の磁気遮蔽器について、以
下の手順に従って超電導体製筒状層A1内を磁気シール
ドした。
先ず磁気遮蔽器を各々冷却容器内の液体窒素中に浸漬し
て超電導体製筒状層A1とA2のそれぞれの臨界温度の
中間の温度T、に冷却して筒状層A1を超電導体状態と
なして外部からの磁場の侵入を防止した上で、筒状層A
!の内側の既存磁場の強さ及び向きを5QUIDを用い
て測定し、上記既存磁場と同じ強さで逆向きの磁場を、
前記コイルに所定電流を所定時間通電することにより発
生せしめて上記既存磁場を筒状層A、の外部に流出せし
めた。しかるのち前記冷却容器内を減圧して液体窒素温
度を超電導体製筒状層A1のT、より低い温度T4に低
下させて、筒状層A1を超電導状態となして、外周の筒
状層A2にピンニングされていた磁束の侵入を遮断して
、起電導体製筒状層A1内を磁気シールドした。
比較例1 実施例1において、超電導体製筒状層A、を用いず、超
電導体製筒状層A、の外周に磁場発生コイルを配置した
他は実施例1と同じ方法により磁気遮蔽器を構成した。
上記磁気遮蔽の超電導体製筒状層A2内例の磁気シール
ドは、超電導体製筒状層A工を液体窒素中にてT、の温
度に冷却し、次いで前記コイルに所定電流を所定時間通
電して、上記起電導体製筒状層A、の内側の既存磁場を
超電導体製筒状層A2の外側にフランクスフロー現象に
より流出せしめて行った。
斯くの如くして得られた各々超電導体製筒状層A、又は
A2の内側の磁場強度を5QUIDを用いて測定した。
結果は冷却温度T、 、T、を併記して第1表に示した
第1表 ば、10−1°程度の極低磁場を形成することができ、
生体磁気測定用医療機器等の分野において、顕著な効果
を奏する。
すそれぞれ横断面図、第3図イ5口は、それぞれフラッ
クスフロー現象の説明図である。
A、、A、・・・セラミックス超電導体製筒状層。
第1表より明らかなように本発明実施別品(N。
1〜3)では、IQ−1*テスラの極低磁場が容易に形
成された。これに対し比較別品(No4)では、10−
”テスラ程度の低磁場しか形成されなかった。
これはフラックスフロー時に超電導体製筒状層A2にピ
ンニングされた磁束が上記筒状層A2内側に漏出したこ
とによるものである。
〔効果〕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  臨界温度がT_1の超電導体製筒状層A_1の外周に
    臨界温度がT_1より高いT_2の超電導体製筒状層A
    _2を配置し、更に前記超電導体製筒状層A_2の外周
    に磁束の大きさを可変制御可能な磁場発生コイルを配置
    したことを特徴とする磁気遮蔽器。
JP2100759A 1990-04-17 1990-04-17 磁気遮蔽器 Pending JPH03297174A (ja)

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JP2100759A JPH03297174A (ja) 1990-04-17 1990-04-17 磁気遮蔽器

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