JPH0590916U

JPH0590916U - 酸化物超電導電流リード

Info

Publication number: JPH0590916U
Application number: JP3185792U
Authority: JP
Inventors: 哲史本庄
Original assignee: 昭和電線電纜株式会社
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】電流リードの熱侵入量を低減する。【構成】電流リード１０は、Ａｇ，Ｃｕ等の熱伝導性
の良好な金属線１１ａを中心として、その外側に同様の
材料からなる金属管１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを配置し、
この金属線と金属管との間に酸化物超電導物質１２を充
填した構造を有する。この電流リードは、酸化物超電導
体の原料粉末を金属ロッドとその外側に配置された金属
管との間に充填した後、冷間静水圧プレス等により成型
加工し、次いで所定の熱処理を施すことにより製造さ
れ、冷却効率に優れるため蒸発ガス冷却型Ｃｕ電流リー
ドよりも液体ヘリウムの蒸発量を低減することができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電流リードに係り、特に酸化物超電導体よりなる電流リードの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

液体ヘリウム温度の極低温下で動作する超電導マグネットの励磁には、クライオスタット外部の電源から電流を導くために、一般に蒸発ガス冷却型Ｃｕ電流リードが用いられている。しかし、最適設計された電流リードにおいても液体ヘリウムへの熱侵入は大きく、これに伴う損失は電流値に比例するため、電流容量がさらに大きくなると、重要な問題となる。

【０００３】この問題を解決するため、現在、酸化物超電導材料を用いた熱侵入の小さい電流リードの実用化が検討されている。現在検討されて装置としては、図２に示すように、液体ヘリウム１を収容した極低温容器２の上部に区画された極低温室３を設け、この極低温室内に液体窒素４を収容して液体ヘリウムと液体窒素との間を酸化物超電導体よりなる電流リード５を配置するものである。この装置においては、電源（図示せず）に接続された電流端子６よりＣｕ電流リード７およびこれに接続された電流リード５を介して超電導マグネット８に電流が供給され、電流リード５は液体ヘリウム温度と液体窒素温度、即ち、４．２Ｋから７７Ｋの温度範囲で使用される。Ｃｕ電流リード７はケース内に収容され、下方のガス入り口から上方のガス出口へ通過する蒸発ガスによって冷却される。

【０００４】上記の酸化物超電導体よりなる電流リードとしては、（イ）原料粉末を、例えば円筒状に成型後、熱処理を施し、この熱処理中にＣＩＰ（冷間静水圧プレス）等の高圧処理を加えたもの、（ロ）Ａｇパイプ中に原料粉末を充填し、テープ状に成型後、熱処理を施した線材の複数本を集合して用いるものが検討されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の酸化物超電導体よりなる電流リードは臨界電流値（Ｉｃ）に限れば、両者とも１０００Ａ（７７Ｋ、０Ｔ）以上の特性を有するが、本質的な熱侵入量等の低減を考えると問題がある。即ち、上記（イ）の場合、熱侵入はＣｕ電流リードの１／１０程度となるが、結晶配向の制御が困難であるため、臨界電流密度（Ｊｃ）が１０００Ａ／ｃｍ² 程度と小さく、数千アンペア級の電力供給に対しては導体面積を大きくせざるを得ない。この場合、導体成型後の熱処理において断面積が大きくなると、導体内で不均一な反応が生じ易くなり特性が低下するという問題を生ずる。また、上記（ロ）の場合には、導体面積の８０％程度をＡｇシースが占めるため、液体ヘリウムへの熱侵入量が最適設計のＣｕ電流リードと同程度となり利点は小さい。

【０００６】本考案は上記の問題を解決するためになされたもので、冷却効率に優れ、かつ熱侵入量の小さい酸化物超電導材料よりなる電流リードを提供することをその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は、液体ヘリウムを収容した極低温容器内に載置された超電導マグネットへ外部電源から電流を供給するための電流リードにおいて、電流リードを、同心状に配置された熱伝導性の良好な複数の金属管の間隙に酸化物超電導物質を充填して形成したものである。

【０００８】

【作用】

上記構成により、本考案の電流リードにおいては、酸化物超電導物質が同心状に配置された熱伝導性の良好な複数の金属管の間隙に充填されているため、冷却効率に優れ、液体ヘリウムの蒸発量を低減することができる。また、この構造により、熱処理時に均一な加熱が可能となるため、特性の均一な導体が得られる。

【０００９】

【実施例】

以下本考案の一実施例について説明する。図１は電流リード１０の断面を示したもので、Ａｇ、Ｃｕ等の熱伝導性の良好な金属線１１ａを中心として、その外側に同様の材料からなる金属管１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを配置し、この金属線と金属管との間に酸化物超電導物質１２を充填した構造を有する。

【００１０】上記の電流リード１０は、酸化物超電導体の原料粉末を金属ロッドとその外側に配置された金属管との間に充填した後、成型加工し、次いで所定の熱処理を施すことにより製造される。原料粉末しては、例えば、Ｂｉ系超電導体の場合、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＰｂＯ、ＳｒＣＯ₃ 、ＣａＯ、ＣａＣＯ₃ 、ＣｕＯ等のＢｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を所定のモル比で配合した混合粉末を仮焼成した後、これを粉砕分級して調整した仮焼成粉末が用いられる。

【００１１】また、成型加工の方法としては、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）や熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）および圧延加工、伸線加工が適宜用いられる。熱処理はＢｉ系超電導体の場合、８２０〜８５０℃で５０〜２００時間の条件で行うことが好ましい、この条件では（２２２３）相が優先的に成長し、８５０ ℃を越えると（２２１２）相が生成する。

【００１２】

【考案の効果】

以上述べたように本考案の酸化物超電導電流リードによれば、同心状に配置された熱伝導性の良好な複数の金属管によって冷却を行うことにより、（イ）冷却効率に優れるため、空洞形の蒸発ガス冷却型Ｃｕ電流リードよりも液体ヘリウムの蒸発量を低減することができる。（ロ）導体加工後の熱処理において均一に加熱されるため、導体の断面積が大きくなると生じ易い不均一反応を防ぐことができ、均一な特性を維持することができる。（ハ）加工性および機械的特性に優れる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の酸化物超電導電流リードの断面図。

【図２】超電導装置の概略図。

【符号の説明】

１…液体ヘリウム２…極低温容器３…極低温室４…液体窒素５、１０…酸化物超電導電流リード８…超電導マグネット１１ａ…金属線１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…金属管１２…酸化物超電導物質

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】液体ヘリウムを収容した極低温容器内に載
置された超電導マグネットへ外部電源から電流を供給す
るための電流リードにおいて、前記電流リードは、同心
状に配置された複数の熱伝導性の良好な金属管の間隙に
酸化物超電導物質を充填してなることを特徴とする酸化
物超電導電流リード。