JPH0418713A - 超電導マグネット装置 - Google Patents

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］ この発明は、超電導マグ本ットを組み合わせて使用する
装置、特に各超電導マグネット間に電磁力の相互ｆＩＥ
用がある場きの超電導マグネット装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第３図は、例えば特開昭６４−２３００号公報に示され
た従来の超電導マグネット装置を用いた電子蓄積リング
の全体平面図である。図において、超電導偏向マグネ・
ツ１−（１）は、鉄心（２）および超電導コイル（３）
からなっている。４極電磁石（４）、高周波加速空洞（
５）は真空チェンバ（６）内を通過して周回する電子ビ
ームの平衡軌道（７）に沿って配置されている。（８）
はインフレクタである。

以−ヒの構成により、電子蓄積リングは線形加速器や電
子シンクロトロン等で加速した高速電子を長時間蓄える
装置である。インフレクタ（８）から入射した荷電粒子
はレーストラック形のチェンバ（６）内部を高速て回転
する。偏向マグネノ）（１）は電子を曲げる働きをする
。しかし、偏向マグネット（１）だけでは電子は偏向軌
道（７）から広がって離れてしまい、たちまち真空チェ
ンバ（６）の内壁に衝突して無くなってしまう。そのた
め電子を平衡軌道に集束させる働きをする４極電磁石（
４）が必要となる。高周波加速空洞（５）は蓄積リング
内を周回する電子の運動エネルギーの低下を補う装置で
あり、インフレクタ（８）は蓄積リング内へ電子を導入
するための装置である。

以−ヒのように、各コンポーネントを平衡軌道（７）上
に配置することで、従来の超電導小型ＳＯＲ装置の基本
型が成立っている。以−にの他の構成機器として、各種
の計測装置や真空ポンプなどが必要であり、また電子蓄
積リングの設計方法によっては、電子の収差を補正する
働きをもつ６極電磁石が必要となるが、この発明の内容
とはかけ離れるので、説明は省略する。

超電導偏向マグネット（１）を構成する鉄心り２）と超
電導コイル（３）とは至近距離にあるため、超電導コイ
ルク３）が励磁されて強烈な電磁力が働き、超電導コイ
ル（３）は鉄心（２）に強く引かれる。超電導コイル（
３）は、通常、鉄心（２）の上下方向に対して対称位置
にあるので、超電導コイル（３）と鉄心（２）上部に働
く電磁力と、超電導コイル（３）と鉄心（２）下部に働
く電磁力とはつりあっている。

しかし、側辺部の鉄心は電子蓄積リングの外周側に主と
して存在しているので、超電導コイル（３）の励磁によ
り発生ずる磁束は、その大部分が電子蓄積リングの外周
側を通り、その結果として超電導コイル（３）には電子
蓄積リングの外周側に強烈な水平方向の電磁力が働く。

これらの電磁力を支持するために、超電導マグネッ１−
（１）には常温領域から極低ｌ黒領域まてを貫くように
電磁力支持材が取付けられている。電磁力か大きい場合
にはこの支持材か太いものになり、その結果として極低
温領域への熱伝導による熱侵入量が著しく増大する。超
電導フィル（３）は、１気圧ての沸点温度か４．２にの
液体ヘリウム中に浸漬されているが、極低温領域への熱
侵入量か大きいと液体ヘリウムの蒸発量か著しい。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の超電導マグネット装置は以上のように構成されて
いるので、高価な液体ヘリウムを大量に消費したり、さ
らに、液体ヘリウムの注液回数か増すなと、装置のライ
ニングコストが極めて増大していた。また、各超電導マ
グネ、ｌ−毎に液体ヘリウムを液入れしなければならな
いなどの問題点かあった。

超電導マグネットの運転方法としては、液体へＪラムの
液入れの代わりとしてヘリウム冷凍機を設置する場合も
あり得る。この場合には、熱侵入量が大きいど大容量の
冷凍機が必要となったり、あるいは、それぞれの超電導
マグネットに独立して冷凍機を取付けねばならないなど
の問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電磁力支持材からの伝導による熱侵入が小さ
く、ライニングコストが極めて安価な超電導マグネット
装置を得ることを目的とする。

「課題を解決するための手段」 この発明に係る超電導マグネット装置は、複数個の超電
導マグネ、トが極低温領域中で連結されている１゜ 「作　用］ この発明においては、強大な電磁力の支持材を常温部か
ら低温部間に取付ける必要かなく、極低温領域間のみの
連結でよいので、電磁力支持材を伝わってくる常温部か
ら極低温部への熱侵入が解〆肖される。

「実施例］ 第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、図におい
て、（２３）は常温空間、（２４）は真空容器、（２５
）は真空領域、（２６）は窒素シールド、（２７）はヘ
リウム容器、（２８）はコイル巻枠、（２９）は連結棒
である。その他、第３図と同一符号は同一または相当部
分を示す。

図に示すように、常温空間（２３）を挟み込むように、
常温空間（２３）の内側には真空容器（２５）があり、
逆に外側には磁気シールド用の鉄心（２）が相対してい
る。真空容器（２４）の内側には超電導コイル（３）を
機能させる様々な構成要素か含まれている。真空容器（
２４）そのものは、常温空間（２３）との真空断熱機能
をもたせるためにあり、真空容器（２４）の内層は真空
領域（２５）になっている。

以−１−の構成により、真空領域（２５）の内側は、窒
素ンールＦ（２６）であり、この窒素シールド（２６）
は液体窒素との熱交換により約８０にの温度に冷却され
る。外部からの熱侵入、特に、輻射による熱侵入に対し
ては、この窒素シールド（２６）が効果的テある。

窒素シールド（２６）の内側にはヘリウム容器（２７）
かあり、その内側は液体ヘリウムにより、ヘリウノ・の
沸点（４，２に、　　Ｉ置部時）付近の極低温に保たれ
る。ヘリウム容器（２７）には、超電導コイル（３）と
、この超電導コイル（３）を固定するコイル巻枠（２８
）があり、コイル巻枠（２８）は連結棒（２９）を介し
て異なるコイル巻枠と強固に固定されている。また、巻
枠（２８）と連Ｒ１棒（２９）は極低温領域中で連結さ
れている。この実施例では、１つのヘリウム容器（２７
）内に２個のコイル巻枠（２８）が収納され、巻枠と同
一の温度レベルの連結棒（２９）で結合されている。連
結棒（２９）の周囲には、通常のマグネットに必要な断
熱構造体か備えられている。

以上のように、超電導体マグネット（１）どうしか極低
ｍ’Ｆ′Ｃ連結されているので、超電導体フィル（３）
と鉄心（２）間に作用する電磁力を、きわめて低損失で
支持することができる。

［発明の効果］ 以−ｔ＝のように、この発明によれば、異なる超電導体
マグネ・７トを極低温状態て斤いに連結したために、各
コイルと鉄心間に動く強大な電磁力をきわめて低損失て
支持することかでき、液体ヘリウムの蒸発率を低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の横断面図、第２図は第１
図の■−■線に沿う平面での断面図、第３図は従来の電
子蓄積リングの平面図である。 （１）・・超電導偏向マグネット、（２）・・鉄心、（
３）・・超電導コイル、（２７）・・ヘリウム容器、（
２８）・・コイル巻枠、（２９）・・連結棒。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の超電導マグネットからなる装置において、少な
   くとも２つの前記超電導マグネットを極低温状態で連結
   したことを特徴とする超電導マグネット装置。