JPH10294213A - Manufacture for oxide based superconducting magnet system and oxide based superconducting magnet system and superconducting magnetic field generation apparatus - Google Patents

Manufacture for oxide based superconducting magnet system and oxide based superconducting magnet system and superconducting magnetic field generation apparatus

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JPH10294213A
JPH10294213A JP10464397A JP10464397A JPH10294213A JP H10294213 A JPH10294213 A JP H10294213A JP 10464397 A JP10464397 A JP 10464397A JP 10464397 A JP10464397 A JP 10464397A JP H10294213 A JPH10294213 A JP H10294213A
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Japan
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superconducting magnet
superconducting
oxide
permanent current
current switch
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JP10464397A
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Michiya Okada
道哉 岡田
Kazuhide Tanaka
和英 田中
Keiji Fukushima
敬二 福島
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an oxide based superconducting magnet system fit to utilize an oxide based superconductor. SOLUTION: According to the manufacture for an oxide based superconducting magnet system, a superconducting magnet 1, a persistent current switch 4 and a current lead 6 superconductively connecting the magnet 1 and switch 4, each formed of an oxide based superconducting material, are included to constitute an oxide based superconducting persistent current magnet. Each part of the oxide series superconducting persistent current magnet is molded beforehand in a predetermined shape and a predetermined arrangement. Moreover, connecting terminals of the parts are held in touch at a connecting part 7 and subjected to partial melting solidification heat treatment, so that each part including the connecting part 7 is turned to a superconductor. Thereafter, a cooling system of a predetermined constitution necessary for driving of the persistent current magnet is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、近年発見された酸
化物系超電導体を応用した酸化物系超電導マグネットシ
ステムの製造方法及び酸化物系超電導マグネットシステ
ムに関する。
The present invention relates to a method for manufacturing an oxide-based superconducting magnet system using an oxide-based superconductor discovered in recent years and an oxide-based superconducting magnet system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術の酸化物系超電導体としては、
例えば、 「まてりあ」 第34巻 第12号(1995)第1378頁〜
第1383頁に開示されているように、金属系超電導体と比
較して高い臨界温度と臨界磁場を示すことが知られてい
る。特に20K以下の極低温度においては、金属系材料
と比較し、臨界磁界の観点において著しい優位性を示す
ことが知られており、そして、このような酸化物系超電
導体の性質を利用した強磁場マグネットの開発が検討さ
れている。即ち、酸化物系超電導体を応用した永久電流
マグネットの試作例としては 「ジャパニーズ・ジャーナ
ル・オブ・アップライド・フィジックス」(JJAP)Vol,35
(1996),第627頁〜第629頁に記載されているものがあ
る。
2. Description of the Related Art Conventional oxide-based superconductors include:
For example, "Materia" Vol. 34 No. 12 (1995) p. 1378-
As disclosed on page 1383, it is known to exhibit a higher critical temperature and critical magnetic field than metal-based superconductors. In particular, at extremely low temperatures of 20 K or less, it is known to exhibit a remarkable superiority in terms of a critical magnetic field as compared with metal-based materials. The development of magnetic field magnets is under consideration. That is, as an example of a prototype of a permanent current magnet using an oxide superconductor, see “Japanese Journal of Applied Physics” (JJAP) Vol. 35
(1996), pp. 627-629.

【0003】一方、実用段階にある従来の金属系超電導
体を応用したシステムでは、液体ヘリウムを貯蔵容器か
らトランスファーチューブを介してクライオスタット内
に導入し、超電導コイルと永久電流スイッチを浸漬して
自然対流を利用した浸漬冷却方式が知られている。そし
て、近年では、酸化物系超電導体を線状とし、これをコ
イル状に巻いたコイルを、蓄熱式冷凍機によって冷却す
るシステムが、例えば特願平3−104042 号公報に開示さ
れている。
On the other hand, in a system using a conventional metal-based superconductor in a practical stage, liquid helium is introduced from a storage container into a cryostat via a transfer tube, and a superconducting coil and a permanent current switch are immersed in natural convection. An immersion cooling method using a chiller is known. In recent years, a system in which an oxide-based superconductor is formed into a linear shape and the coil is wound in a coil shape and cooled by a regenerative refrigerator is disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 3-104040.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、酸化物系超電導体がセラミックスであるが
故に、金属系超電導体では生じなかった新たな問題、例
えば、機械加工性が悪いこと、また、超電導接続が容易
ではないことなどが分かり、実用上での障害となってい
る。特に、後者は、超電導の一つの重要な要素である永
久電流モードによる磁気エネルギーの貯蔵に対して障害
となる点があり製作に課題がある。
However, in the above prior art, since the oxide-based superconductor is a ceramic, a new problem that has not occurred in a metal-based superconductor, such as poor machinability, It has been found that the superconducting connection is not easy, which is an obstacle in practical use. In particular, the latter has a problem in manufacturing because there is an obstacle to the storage of magnetic energy in the persistent current mode, which is one important element of superconductivity.

【0005】一方、上記文献に開示された試作例のマグ
ネットの大きさは、握りこぶし大であり、永久電流は高
々30A以下、発生磁場は1000ガウスに満たない。また、
同文献では、熱式永久電流スイッチを用いているが、ス
イッチ動作に数百秒と長時間を要していると共に、シス
テムの冷却方法など熱的な設計が十分に検討されておら
ず、実用的な大型コイルに配慮されているとは言えな
い。また、特願平3−104042 号公報に開示されている技
術は、永久電流マグネットに対する冷却技術ではなく、
かつまた、金属系超電導体を応用したシステムの冷却方
法をそのまま流用されるものではなく、更には、酸化物
系超電導体を用いた熱式永久電流スイッチを含む永久電
流マグネットの冷却方法についてはこれまで報告されて
はおらず、冷却の点にも課題がある。
On the other hand, the size of the magnet of the prototype example disclosed in the above document is a large fist, a permanent current is 30 A or less at most, and a generated magnetic field is less than 1000 Gauss. Also,
In this document, a thermal permanent current switch is used, but it takes a long time of several hundred seconds to operate the switch, and thermal design such as the cooling method of the system has not been sufficiently studied. It cannot be said that a large coil is considered. Further, the technology disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 3-1004042 is not a cooling technology for a permanent current magnet,
Moreover, the cooling method of the system using the metal-based superconductor is not directly applied, and the cooling method of the permanent current magnet including the thermal permanent current switch using the oxide-based superconductor is not described. It has not been reported, and there is a problem in terms of cooling.

【0006】上記冷却と製作の課題について、以下、詳
細に説明する。 酸化物系超電導マグネットを永久
電流マグネットとして利用できるようになれば、たとえ
ば超電導電力貯蔵(SMES),核磁気共鳴分析装置(N
MR),医療用磁気共鳴診断装置(MRI),理化学分析
・試験用超電導マグネットなどに適用可能になると考え
られる。例えば、NMRによる物性研究における永久電
流による強磁場の有効性については、一つは、当然物性
の磁場依存性の研究に必要であるが、更に重要なのは強
磁場による信号強度の上昇である。
[0006] The above cooling and fabrication issues will be described in detail below. If oxide superconducting magnets can be used as permanent current magnets, for example, superconducting power storage (SMES), nuclear magnetic resonance analyzer (N
MR), a magnetic resonance diagnostic apparatus (MRI) for medical use, and a superconducting magnet for physicochemical analysis / test. For example, regarding the effectiveness of a strong magnetic field due to a permanent current in the study of physical properties by NMR, one is, of course, necessary for studying the magnetic field dependence of physical properties, but more important is the increase in signal strength due to the strong magnetic field.

【0007】これは、(1)信号強度はH/Tに比例する
(H:磁場,T:温度)、Hが大きいほど良い。特に磁気
モーメントの小さな核や自然存在比の小さな核の信号検
出のために是非必要である。最近は、良質の単結晶の研
究や高圧下の研究が必要となってきたが、この場合は微
量の試料の信号検出のためにも強磁場が必要である。
(2)電気四重極相互作用の2次摂動による幅は、Hに逆
比例するのでHが大きいほど幅が狭く信号強度が増す。
(3)Hの増大に対し、共鳴周波数があがり、回路のQが
あがり、感度が増す。(4)同様にパルスのdead time が
減少し、T2の短いものの測定が可能となる。(5)ま
た、低磁場では重なっている信号の分離測定ができる。
This is because (1) the signal strength is proportional to H / T
(H: magnetic field, T: temperature), the larger H, the better. In particular, it is absolutely necessary for signal detection of a nucleus with a small magnetic moment or a nucleus with a small natural abundance. Recently, research on high-quality single crystals and research under high pressure have become necessary. In this case, a strong magnetic field is also required for signal detection of a small amount of sample.
(2) Since the width of the electric quadrupole interaction due to the second-order perturbation is inversely proportional to H, the larger the H, the narrower the width and the higher the signal strength.
(3) As the H increases, the resonance frequency increases, the Q of the circuit increases, and the sensitivity increases. (4) Similarly, the dead time of the pulse is reduced, and measurement of a short T2 becomes possible. (5) In a low magnetic field, overlapping signals can be separated and measured.

【0008】そして、ライフサイエンスの分野では、生
物の遺伝子であるDNAの研究が盛んに行われており、
21世紀の初頭には、ヒトの遺伝子の全貌が明らかにさ
れようとしている。タンパク質はDNAに書き込まれた
“設計図”に従ってアミノ酸が多数結びついた生体高分
子で、免疫作用などさまざまな生命現象の担い手となっ
ている非常に重要な物質である。これらのタンパク質は
アミノ酸がどのような形に折りたたまれ、互いにどのよ
うな位置関係にあるかという立体構造を通して生命に不
可欠な機能を発揮している。
[0008] In the field of life science, research on DNA, which is a gene of an organism, has been actively conducted.
At the beginning of the 21st century, the full picture of human genes is about to be revealed. Proteins are biological macromolecules in which a number of amino acids are linked according to a "design drawing" written on DNA, and are very important substances that play a role in various life phenomena such as immunity. These proteins perform essential functions in life through the three-dimensional structure of how amino acids are folded and how they are positioned relative to each other.

【0009】従って、タンパク質の立体構造を知ること
は、生命現象の解明にとって欠くことのできない課題で
あるといえる。生物の体には、10万種類以上ものタン
パク質があり、それぞれ異なる立体構造を持っている。
しかし、これらの多様な立体構造は1000種類程度の
基本構造の組み合わせであると考えられている。このよ
うなタンパク質の基本構造が解明できれば、目的に応じ
て容易にタンパク質を改変・設計できるようになる。た
とえば、がん・感染症・遺伝病などの疾病のメカニズム
がより明確に解明され、診断・治療技術が飛躍的に向上
できる効果がある。また、病原タンパク質の毒性を抑制
する物質をスクリーニングするプロセスが大幅に改善さ
れるなど医薬品の開発が促進されるものと期待される。
[0009] Therefore, it can be said that knowing the three-dimensional structure of a protein is an indispensable task for elucidation of life phenomena. The body of an organism has more than 100,000 types of proteins, each having a different three-dimensional structure.
However, these various three-dimensional structures are considered to be combinations of about 1000 types of basic structures. If the basic structure of such a protein can be clarified, the protein can be easily modified and designed according to the purpose. For example, the mechanisms of diseases such as cancer, infectious diseases, and genetic diseases are more clearly elucidated, and there is an effect that diagnostic and therapeutic techniques can be dramatically improved. Further, it is expected that the development of pharmaceuticals will be promoted, for example, by greatly improving the process of screening for substances that suppress the toxicity of pathogenic proteins.

【0010】更に、バイオリアクター,生分解性プラス
チック,バイオセンサーなどの開発にも応用できるほ
か、望ましい性質を持つ植物の創出などによって食糧問
題や環境問題の解決にも寄与するものと期待されてい
る。超電導による永久電流マグネットを利用したNMR
装置は ある種の原子核に見られる核磁気共鳴現(Nuclea
rmagnetic Resonance)を利用し、 いろいろな化合物の
構造に関する情報を得るための装置である。タンパク質
の構造解明の手段としてはX線結晶回折や電子顕微鏡な
ども利用できるが、これらの方法ではタンパク質を結晶
化する必要があるのに対し、NMRは水溶液中での測定
が可能であり、結晶化させる操作が不要なため、結晶化
が難しい試料についても適用可能な利点がある。
Furthermore, it is expected to contribute to solving food problems and environmental problems by creating plants having desirable properties, in addition to being applicable to the development of bioreactors, biodegradable plastics, biosensors and the like. . NMR using permanent current magnet by superconductivity
The device is a nuclear magnetic resonance generator (Nuclea
It is a device that uses rmagnetic Resonance) to obtain information on the structure of various compounds. X-ray crystal diffraction and electron microscopy can be used to elucidate the structure of proteins.However, these methods require crystallization of proteins, whereas NMR can be measured in an aqueous solution. Since there is no need for an operation for crystallization, there is an advantage that it can be applied to a sample that is difficult to crystallize.

【0011】ところで、このような物質・材料,生体・
医学の分野で高精度の原子・分子構造解析に利用されて
いる超電導NMR装置の検出周波数は、発生磁場の限界
により750MHz(17.6T)が上限となっている。
従って、この限界を破る超強磁場を発生させることによ
り、高分子量タンパク質の構造解析など飛躍的な発展が
期待できる。そこで、酸化物系超電導体の性質を利用し
た強磁場マグネットの開発が急務となってきている。し
かしながら、酸化物系超電導マグネットを実用的な超電
導マグネットとして適用ならしめるには、金属系超電導
体ではすでに実現しているような数百〜千アンペア程度
の実用上十分な臨界電流を有し、更に、マグネットシス
テムとして永久電流値及び発生磁場共に、現状より一桁
以上の向上が必要であるばかりでなく、スイッチ動作速
度が少なくとも数十秒のオーダ以下に早めることが必要
である。即ち、冷却システムの構築に工夫を凝らす必要
がある。
By the way, such a substance / material, a living body /
The upper limit of the detection frequency of a superconducting NMR apparatus used for high-precision atomic / molecular structure analysis in the field of medicine is 750 MHz (17.6 T) due to the limit of the generated magnetic field.
Therefore, by generating an ultra-high magnetic field that breaks this limit, dramatic development such as structural analysis of high molecular weight proteins can be expected. Therefore, there is an urgent need to develop a strong magnetic field magnet utilizing the properties of an oxide superconductor. However, in order to apply an oxide-based superconducting magnet as a practical superconducting magnet, a metal-based superconductor has a practically sufficient critical current of about several hundred to 1,000 amperes, which is already realized, and In addition, not only the permanent current value and the generated magnetic field need to be improved by one digit or more than the current state as a magnet system, but also the switch operation speed needs to be increased to at least the order of several tens of seconds. That is, it is necessary to devise the construction of the cooling system.

【0012】そして、従来から知られている金属系超電
導体を応用したシステムの冷却においては、液体ヘリウ
ムを貯蔵容器からトランスファーチューブを介してクラ
イオスタット内に導入し、超電導コイルと永久電流スイ
ッチを浸漬して自然対流を利用した浸漬冷却方式が用い
られる。このような場合の永久電流スイッチは、例えば
最も一般的な熱式永久電流スイッチの場合は、以下の操
作で運転がなされる。 (1)マグネット及びスイッチ素子を液体ヘリウムで冷却
し、超電導とする。 (2)マグネットを超電導状態に保持したままスイッチ素
子をヒータで加熱して常電導とし、抵抗体とする。(3)
外部電源で超電導マグネットを励磁する。(4)スイッチ
素子を冷却し超電導とする。(5)外部電源を切る。以上
の操作によって、永久電流マグネットとして機能する。
In cooling a system to which a conventionally known metal-based superconductor is applied, liquid helium is introduced from a storage container into a cryostat via a transfer tube, and a superconducting coil and a permanent current switch are immersed. An immersion cooling system using natural convection is used. The permanent current switch in such a case, for example, in the case of the most common thermal permanent current switch, is operated by the following operation. (1) The magnet and the switch element are cooled with liquid helium to be superconductive. (2) The switch element is heated by a heater while maintaining the magnet in a superconducting state to be in normal conduction, and is used as a resistor. (3)
The superconducting magnet is excited by an external power supply. (4) The switching element is cooled to make it superconductive. (5) Turn off the external power. With the above operation, it functions as a permanent current magnet.

【0013】しかし、金属系超電導体では、以上述べ
た、一般的な熱式スイッチをオフする際に超電導部分の
温度は、おおむね最高でも10〜20K程度に加熱すれ
ば十分であるのに対し、酸化物系超電導体の場合には、
物性上の問題として、臨界温度が80〜100K程度高
いためと、スイッチをオフするには従来に比べ著しく高
い温度にまで高める必要があり、高温に熱せられたスイ
ッチ素子からの伝熱によってマグネット本体が熱せら
れ、超電導性を失う危険がある。従って、臨界温度と運
転温度に大きな開きがあるこのようなシステムでは、従
来にない新しい概念の冷却システム設計が要求されると
言える。
However, in the case of a metal-based superconductor, it is sufficient to heat the superconducting portion to a temperature of about 10 to 20 K at the most when the general thermal switch is turned off, as described above. In the case of oxide superconductors,
As a problem in physical properties, the critical temperature is about 80 to 100K higher, and it is necessary to increase the temperature to a significantly higher temperature than before in order to turn off the switch. Danger of heating and loss of superconductivity. Therefore, it can be said that such a system having a large difference between the critical temperature and the operating temperature requires a cooling system design based on a new concept that has not existed before.

【0014】一方、酸化物系超電導体特有の課題として
超電導接続の形成の問題がある。酸化物系超電導体の場
合、焼結されたセラミックスであるため、従来の金属系
超電導体のように、接続や曲げ加工において大きな問題
がある。たとえば曲げ加工する場合には、0.2% 以下
の曲げ歪みである必要があり、また、超電導接続するに
は、たとえば、部分溶融凝固熱処理法などの熱処理で接
続するが、酸化物系超電導体の場合には、この最終熱処
理工程は1回しか行うことができないため、予め熱処理
された線材同士を組み合わせた部品を集めても、超電導
接続することはできない問題があった。
On the other hand, a problem peculiar to the oxide-based superconductor is the formation of a superconducting connection. In the case of an oxide-based superconductor, since it is a sintered ceramic, there is a great problem in connection and bending as in a conventional metal-based superconductor. For example, in the case of bending, the bending strain must be 0.2% or less. In order to perform superconducting connection, for example, connection is performed by a heat treatment such as a partial melting and solidification heat treatment method. In this case, since the final heat treatment step can be performed only once, there has been a problem that even if the parts obtained by combining the preliminarily heat-treated wires are collected, they cannot be superconductively connected.

【0015】従って、本発明の目的は、以上のような酸
化物系超電導体特有の製作上の課題を克服しつつ、永久
電流マグネットの機能を満足させる冷却システムを実現
する酸化物系超電導マグネットシステムの製造方法を提
供するところにあり、それを用いて作製した酸化物系超
電導マグネットシステム及び超電導磁場発生装置を提供
することにある。
[0015] Accordingly, an object of the present invention is to overcome the above-mentioned manufacturing problems peculiar to an oxide-based superconductor, and to realize a cooling system that satisfies the function of a permanent current magnet. The object of the present invention is to provide an oxide-based superconducting magnet system and a superconducting magnetic field generating device manufactured using the method.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明による酸化物系超電導マグネットシステムの製造方法
の特徴は、それぞれが酸化物系超電導材からなって酸化
物系超電導永久電流マグネットを構成する、超電導マグ
ネット部と、永久電流スイッチ部と、該超電導マグネッ
ト部及び該永久電流スイッチ部を超電導接続する電流リ
ード部とを、所定の形状及び配置にて予め成型し、か
つ、前記各部間の接続端同士を接続部にて当接し、同時
に部分溶融凝固熱処理して前記接続部を含む前記各部を
超電導体とした後に、当該酸化物系超電導永久電流マグ
ネットの運転に必要な所定構成の冷却システムを形成す
ることにある。
A feature of the method of manufacturing an oxide-based superconducting magnet system according to the present invention that achieves the above object is that each of the above-described oxide-based superconducting materials constitutes an oxide-based superconducting permanent current magnet. A superconducting magnet section, a permanent current switch section, and a current lead section for superconducting connection between the superconducting magnet section and the permanent current switch section in a predetermined shape and arrangement in advance, and a connection between the respective sections. After the ends are abutted at the connection portion, and simultaneously the respective portions including the connection portion are subjected to partial melting and solidification heat treatment to form a superconductor, a cooling system having a predetermined configuration required for operation of the oxide-based superconducting permanent current magnet is provided. Is to form.

【0017】また、目的を達成する本発明による酸化物
系超電導マグネットシステムは、請求項1ないし請求項
7のいずれか1項記載の酸化物系超電導マグネットシス
テムの製造方法を用いて作製するものである。または、
超電導マグネット部,永久電流スイッチ部,該超電導マ
グネット部及び該永久電流スイッチ部とを超電導接続す
る電流リード部の各部を、酸化物系超電導線材で構成
し、該各酸化物系超電導線材を超電導化する部分溶融熱
処理前に、所望の配置及び形状にて予め成型し、該成型
状態のままで前記各部間を接続する接続部にて前記酸化
物系超電導線材の端部同士を突き合わせ、その後に、前
記接続部を含む前記各部を同時に部分溶融凝固熱処理し
て超電導体とした永久電流マグネットを有するものであ
っても可である。
Further, an oxide-based superconducting magnet system according to the present invention, which achieves the object, is manufactured by using the method for manufacturing an oxide-based superconducting magnet system according to any one of claims 1 to 7. is there. Or
Each part of the superconducting magnet, the permanent current switch, and the current lead for superconducting connection between the superconducting magnet and the permanent current switch is composed of an oxide superconducting wire, and each of the oxide superconducting wires is made superconducting. Prior to the partial melting heat treatment, pre-molded in a desired arrangement and shape, the ends of the oxide-based superconducting wire are butted together at a connecting portion connecting the respective parts in the molded state, and thereafter, It is also possible to have a permanent current magnet in which each part including the connection part is simultaneously subjected to partial melting and solidification heat treatment to be a superconductor.

【0018】更に、本発明による超電導磁場発生装置
は、請求項8または請求項9記載の酸化物系超電導マグ
ネットシステムを用いるものである。 本発明によれ
ば、酸化物系超電導永久電流マグネットを構成する各部
を部分溶融熱処理した後に所望の冷却システムを形成す
るので、超電導接続に歪みがなく冷却性に優れた酸化物
系超電導マグネットシステムが得られる。
Further, the superconducting magnetic field generating apparatus according to the present invention uses the oxide superconducting magnet system according to the eighth or ninth aspect. According to the present invention, a desired cooling system is formed after each part constituting the oxide-based superconducting permanent current magnet is partially melted and heat-treated, so that an oxide-based superconducting magnet system having excellent cooling performance without distortion in superconducting connection. can get.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。 (第1実施例)本発明による一実施例の酸化物系超電導マ
グネットシステム( 以下、超電導マグネットシステムと
略称する)について、図1を参照して説明する。 即ち、
本発明による一実施例の超電導マグネットシステムの製
造方法ならびに冷却システム構成の形成方法を述べる。
図1において、超電導コイルからなる超電導マグネット
1は、BiSrCaCuOx系酸化物超電導体
を用いた銀被覆55芯テープ状線材を巻線している。そ
して、熱式の永久電流スイッチ4は、 BiSr
CuOx 系酸化物超電導体を用いた銀−10重
量%金合金被覆55芯テープ状線材を無誘導で巻線し
た。また、永久電流スイッチ4と超電導マグネット1と
を電気的かつ超電導的に接続する両電流リード6は、Bi
2Sr2Ca1Cu2Ox 系酸化物超電導体を用いて、重量で概ね
10%の金を含有してなる銀合金で被覆された55芯テ
ープ状線材で構成した。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment An oxide superconducting magnet system (hereinafter, abbreviated as a superconducting magnet system) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is,
A method for manufacturing a superconducting magnet system according to an embodiment of the present invention and a method for forming a cooling system configuration will be described.
In Figure 1, a superconducting magnet 1 made of superconducting coils, are wound silver-coated 55-core tape-like wire material using the Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox -based oxide superconductor. And the thermal type permanent current switch 4 is Bi 2 Sr 2 C
The a 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor of silver -10 wt% gold alloy coating 55 core tape-shaped wire material used was windings unguided. The two current leads 6 for electrically and superconductingly connecting the permanent current switch 4 and the superconducting magnet 1 are Bi
It was composed of a 55-core tape-shaped wire coated with a silver alloy containing approximately 10% by weight of gold using a 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor.

【0020】以上の各部(計4点の部品)は、全て部分溶
融凝固熱処理前に別々に製作した。その後、後述するシ
ステムの設計配置に従って、超電導マグネット1の両方
の端部1aと永久電流スイッチ4の両方の端部4aと電
流リード6の各端部とを、それぞれの接続部7におい
て、上記テープ状線材の端部同士を突き合わせた後に、
酸素気流中で880℃で、30分の部分溶融凝固熱処理
を施して、接続部7を含む各部(計8点の部品)からなる
回路全体を超電導体とした。ここで超電導接続部位とし
ての各接続部7は、超電導接続が確実に為されるよう
に、テープ状の多芯線材の端面を互いに突き合わせる形
で保持した後に、部分溶融処理された。この後、永久電
流スイッチ4の外周に、マンガニンヒータ線を巻き付け
てヒータ5を形成し、熱式スイッチとしての永久電流ス
イッチ部を構成した。尚、本実施例の超電導マグネット
部は、超電導マグネット1と端部1aとに該当し、永久
電流スイッチ部は、永久電流スイッチ4と端部4aとヒ
ータ5とに該当し、電流リード部は、電流リード6に該
当する。そして、必要に応じて接続部7を含む各構成部
を、熱処理後に補強のためにエポキシ樹脂で含浸するも
可である。
All of the above parts (a total of four parts) were separately manufactured before the partial melting and solidification heat treatment. Then, according to the design layout of the system described later, both ends 1a of the superconducting magnet 1, both ends 4a of the persistent current switch 4 and each end of the current lead 6 are connected to the tape at the respective connection portions 7 by the tape. After butting the ends of the wire,
A partial melting and solidification heat treatment was performed in an oxygen stream at 880 ° C. for 30 minutes, and the entire circuit including each part (a total of eight parts) including the connection part 7 was made into a superconductor. Here, each connection part 7 as a superconducting connection part was partially melt-processed after holding the end faces of the tape-shaped multi-core wire in abutting relation with each other so that the superconducting connection was reliably performed. Thereafter, a manganin heater wire was wound around the outer periphery of the permanent current switch 4 to form the heater 5, thereby forming a permanent current switch section as a thermal switch. The superconducting magnet of this embodiment corresponds to the superconducting magnet 1 and the end 1a, the permanent current switch corresponds to the permanent current switch 4, the end 4a and the heater 5, and the current lead corresponds to This corresponds to the current lead 6. If necessary, each component including the connection portion 7 can be impregnated with an epoxy resin for reinforcement after the heat treatment.

【0021】その後、図1に示す超電導マグネットシス
テムが製造されるときの当該超電導マグネットシステム
の歪みが、許容歪みの範囲内に収まるように十分注意を
払いながら、ステンレス製のクライオスタット2に挿入
され、冷媒3としての液体ヘリウムによって浸漬冷却可
能な構成とした。また、永久電流回路は外部電源に接続
される銅電流リード8と接続部7とを接続することによ
って形成した。この銅電流リード8は着脱可能であるこ
とが望ましい。一方、永久電流スイッチ4及びヒータ5
は、スイッチ部クライオスタットとしてのクライオスタ
ット9によって断熱され、冷媒10としての液体ヘリウ
ムによって浸漬冷却される構成とした。なお、液体ヘリ
ウムの代わりに液体窒素或いは液体水素或いは液体ネオ
ンなどを用いることができる。ここで、超電導マグネッ
ト部へ供給するために必要な冷媒はタンク11、また、
永久電流スイッチ部を冷却するために必要な冷媒はタン
ク12からそれぞれ供給される。以下の説明では冷媒3
及び10を液体ヘリウム3及び10として説明する。
Thereafter, the superconducting magnet system shown in FIG. 1 is inserted into the stainless steel cryostat 2 while paying sufficient attention so that the distortion of the superconducting magnet system is within the allowable distortion range. It was configured to be immersed and cooled by liquid helium as the refrigerant 3. Further, the permanent current circuit was formed by connecting the copper current lead 8 connected to the external power supply and the connection portion 7. It is desirable that the copper current lead 8 be detachable. On the other hand, the permanent current switch 4 and the heater 5
Was insulated by a cryostat 9 as a switch part cryostat and immersed and cooled by liquid helium as a refrigerant 10. Note that liquid nitrogen, liquid hydrogen, liquid neon, or the like can be used instead of liquid helium. Here, the refrigerant necessary for supplying to the superconducting magnet part is the tank 11,
Refrigerants required to cool the permanent current switch are supplied from the tanks 12. In the following description, the refrigerant 3
And 10 will be described as liquid helium 3 and 10.

【0022】ところで、図1に示すように、永久電流ス
イッチ4を断熱的に内包するクライオスタット9と超電
導マグネット1とは、一緒にクライオスタット2内に断
熱的に内包されている。このような構成であれば、ヒー
タ5が発する熱の影響をクライオスタット9で回避する
ことができ、且つ、冷媒10の供給量を制御することに
よっても回避することができる。しかしながら、クライ
オスタット9で永久電流スイッチ部を内包する上記冷却
システムを後から形成する場合において、金属系超電導
体に比べて加工自由度に乏しい酸化物系超電導体では、
確実なる超電導接続と微小の曲げ歪みを確保する点に課
題があり、本実施例では次ぎのような工夫を凝らしてい
る。
By the way, as shown in FIG. 1, the cryostat 9 and the superconducting magnet 1 which adiabatically include the permanent current switch 4 are adiabatically included in the cryostat 2 together. With such a configuration, the influence of the heat generated by the heater 5 can be avoided by the cryostat 9 and also by controlling the supply amount of the refrigerant 10. However, in the case where the above-described cooling system including the permanent current switch section is formed later by the cryostat 9, in the case of an oxide-based superconductor having less processing flexibility than a metal-based superconductor,
There is a problem in ensuring reliable superconducting connection and a small bending strain, and the present embodiment employs the following measures.

【0023】即ち、永久電流スイッチ4と電流リード6
との間を電気的かつ超電導的に接続する接続部7は、永
久電流スイッチ4の端部4aや電流リード6よりも外形
寸法が大きく強度が大きくなっている。従って、当該接
続部7が、冷却システムの一部としてのクライオスタッ
ト9の隔壁部に予め支持(固定)されるように配設するも
のである。このような構成であれば、後から超電導マグ
ネットシステムを完成するためにクライオスタット9な
どを含む冷却システムを組み立てても、組立て時の応力
や変形を接続部7で受けるので、発生する歪みが微小と
なり得るものである。
That is, the permanent current switch 4 and the current lead 6
Is electrically and superconductively connected to each other, and has a larger outer dimension than the end 4a of the permanent current switch 4 and the current lead 6 and a higher strength. Therefore, the connecting portion 7 is provided so as to be supported (fixed) in advance on the partition wall portion of the cryostat 9 as a part of the cooling system. With such a configuration, even if a cooling system including a cryostat 9 and the like is assembled to complete the superconducting magnet system later, since the stress and deformation at the time of assembly are received at the connection portion 7, the generated distortion becomes minute. What you get.

【0024】尚、接続部7を超電導体とした後にエポキ
シ樹脂や充填材等で補強した接続部7をクライオスタッ
ト9の隔壁部に予め配設する構成とするも可である。更
にまた、前述の接続部7とは別に永久電流スイッチ4の
端部4aや電流リード6自体を被覆補強した別の接続部
を設け、該別の接続部を予めクライオスタット9の隔壁
部に配設する構成とするも可である。従って、本発明で
定義する接続部は、超電導接続する接続部7や補強(ま
たは、被覆)した別の接続部などを含むものとする。そ
して、断熱性の材料で被覆補強することが更に好ましい
と言える。
It is also possible to adopt a configuration in which the connecting portion 7 is made of a superconductor, and then the connecting portion 7 reinforced with an epoxy resin, a filler or the like is provided in advance on the partition wall of the cryostat 9. Further, a separate connection portion is provided separately from the connection portion 7 described above, which covers and reinforces the end portion 4a of the permanent current switch 4 and the current lead 6 itself, and the another connection portion is disposed on the partition wall portion of the cryostat 9 in advance. It is also possible to adopt a configuration in which Therefore, the connection portion defined in the present invention includes the connection portion 7 for superconducting connection, another reinforced (or covered) connection portion, and the like. And it can be said that it is more preferable to reinforce the coating with a heat insulating material.

【0025】(比較例)図6に比較例を示す。本比較例
は、酸化物系超電導体を用いて、且つ、従来技術の超電
導永久電流マグネットの冷却システムの形成方法で酸化
物系超電導マグネットシステムを作製したものである。
Comparative Example FIG. 6 shows a comparative example. In this comparative example, an oxide-based superconducting magnet system was manufactured using an oxide-based superconductor and by a conventional method for forming a cooling system for a superconducting permanent current magnet.

【0026】超電導コイルからなる超電導マグネット1
は、 Bi2Sr2Ca1Cu2Ox 系酸化物超電導体を用いた銀被覆
55芯テープ状線材を巻線している。そして、この超電
導マグネット1はステンレス製のクライオスタット2に
挿入され、液体ヘリウム3によって浸漬冷却される。熱
式の永久電流スイッチ4は、Bi2Sr2Ca1Cu2Ox系酸化物超
電導体を用いた銀−10重量%金合金被覆55芯テープ
状線材を無誘導で巻線し、更にその外周から、マンガニ
ンヒータ線5を巻き付けて構成している。また、永久電
流スイッチ4と超電導マグネット1とを超電導接続する
電流リード6は、Bi2Sr2Ca1Cu2Ox 系酸化物超電導体を
用いて、 重量で概ね10%の金を含有してなる銀合金
で被覆された55芯テープ状線材で構成され、超電導マ
グネット1及び永久電流スイッチ4は電流リード6や接
続部7を介して超電導接続されている。また、銅電流リ
ード8によって外部電源と接続されて永久電流回路が形
成される。尚、永久電流スイッチ4は超電導マグネット
1と共に、同じクライオスタット2内に挿入され、永久
電流スイッチ4は、特に断熱されず、同じ液体ヘリウム
3で浸漬冷却される。
Superconducting magnet 1 comprising a superconducting coil
Has wound a silver-coated 55-core tape-shaped wire using a Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor. The superconducting magnet 1 is inserted into a stainless steel cryostat 2 and immersed and cooled by liquid helium 3. Persistent current switch 4 of the heat equation, and winding the Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 O x based oxide superconductor of silver -10 wt% gold alloy coating 55 core tape-shaped wires used in unguided, further that The manganin heater wire 5 is wound around the outer periphery. The current lead 6 for superconducting connection between the permanent current switch 4 and the superconducting magnet 1 is made of Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor and contains approximately 10% by weight of gold. The superconducting magnet 1 and the permanent current switch 4 are superconductingly connected via a current lead 6 and a connecting portion 7. Further, a permanent current circuit is formed by being connected to an external power supply by the copper current lead 8. The permanent current switch 4 is inserted into the same cryostat 2 together with the superconducting magnet 1, and the permanent current switch 4 is not particularly insulated and is immersed and cooled in the same liquid helium 3.

【0027】次ぎに、本実施例と比較例を比較しなが
ら、本実施例の構成、動作ならびに効果などについて説
明する。まず、図1で示した酸化物系超電導マグネット
システムの製造方法について説明する。酸化物系超電導
マグネットシステムにおける永久電流マグネットを構成
するに、酸化物系超電導体の製作性及び物性から定めら
れる冷却性( 即ち、冷却システム構成)を考慮する必要
がある。 即ち、これらを両立させるために、超電導マ
グネットシステムにおいて、 後から組み立てられる 冷
却システムに必要な「形状および配置」と、かつ、確実な
る超電導接続や微小の曲げ歪みが確保される「形状およ
び配置」とを予め考慮した設計にしたがって、部分溶融
熱処理を施す前の線材で、超電導マグネット部,永久電
流スイッチ部及び電流リード部を構成して置き、これら
を一度に同時に部分溶融熱処理して超電導接続するとと
もに、全体を超電導閉回路(即ち、永久電流マグネット)
とするものである。
Next, the configuration, operation, effects, and the like of this embodiment will be described while comparing this embodiment with a comparative example. First, a method for manufacturing the oxide superconducting magnet system shown in FIG. 1 will be described. In configuring the permanent current magnet in the oxide-based superconducting magnet system, it is necessary to take into consideration the cooling performance (that is, the cooling system configuration) determined from the manufacturability and physical properties of the oxide-based superconductor. In other words, in order to make these compatible, in the superconducting magnet system, the "shape and arrangement" required for the cooling system to be assembled later, and the "shape and arrangement" that ensures reliable superconducting connection and minute bending distortion The superconducting magnet part, the permanent current switch part and the current lead part are constituted by a wire before being subjected to the partial melting heat treatment in accordance with the design in consideration of the above, and these are simultaneously subjected to the partial melting heat treatment at the same time for superconducting connection. Together with a superconducting closed circuit (that is, a permanent current magnet)
It is assumed that.

【0028】換言すれば、部分溶融熱処理前に、予め実
際のシステム形状に近い形状,配置としておくこと、即
ち、最終的に超電導マグネットシステムを構成する際
の、酸化物系超電導体等に加わる不必要な応力や変形等
を許容の範囲内に留めることができる、即ち製作性を加
味した「冷却システムの幾何学的な形状及び配置」を設計
して置くことが肝要である。その結果、部分溶融熱処理
後に所望の冷却システムを付加しても、前述の超電導接
続や微小曲げ歪みの要求に応じられて、超電導接続に関
する製作性の課題が克服され、永久電流マグネットの永
久電流モード運転を安定に行うことができるものであ
る。換言すれば、上記のようにして製作された酸化物系
超電導マグネットシステムにおいて初めて、実用的な酸
化物系超電導永久電流マグネットの永久電流モード運転
が可能となると言える。
In other words, before the partial melting heat treatment, the shape and the arrangement should be made close to the actual system shape in advance, that is, when the superconducting magnet system is to be finally formed, there is no possibility of adding to the oxide superconductor or the like. It is important that the necessary stress and deformation can be kept within an allowable range, that is, the “geometric shape and arrangement of the cooling system” should be designed and put in consideration of manufacturability. As a result, even if a desired cooling system is added after the partial melting heat treatment, the above-mentioned demand for superconducting connection and minute bending strain has been overcome, and the problem of manufacturability related to superconducting connection has been overcome. The operation can be performed stably. In other words, it can be said that a permanent current mode operation of a practical oxide superconducting permanent current magnet becomes possible for the first time in the oxide superconducting magnet system manufactured as described above.

【0029】図1に戻って、本第1実施例の永久電流モ
ード運転操作について説明する。まず、超電導マグネッ
ト1を液体ヘリウム3によって浸漬冷却する。次に永久
電流スイッチ4を同じく液体ヘリウム10により浸漬冷
却する。これによって、超電導閉回路は超伝導状態とな
る。この後に、ヒータ5を加熱し、数分で永久電流スイ
ッチ4の温度を90Kにまで高め、常伝導に転移させ
た。このときの投入熱量は約20Wであった。また、加
熱によって、液体ヘリウム10は全てヘリウムガスとな
って蒸発した。この状態で図中には示していない外部電
源を用い、銅電流リード8からマグネット1に最大で50
0Aの電流を注入して、 約10分間で15テスラの磁場
まで励磁した。
Returning to FIG. 1, the operation in the permanent current mode of the first embodiment will be described. First, the superconducting magnet 1 is immersed and cooled in liquid helium 3. Next, the permanent current switch 4 is also immersed and cooled with liquid helium 10. This brings the superconducting closed circuit into a superconducting state. Thereafter, the heater 5 was heated, and the temperature of the permanent current switch 4 was increased to 90K within a few minutes, and the temperature was changed to normal conduction. The heat input at this time was about 20 W. Further, by heating, all of the liquid helium 10 became helium gas and evaporated. In this state, an external power supply not shown in the figure is used, and a maximum of 50
A current of 0 A was injected to excite the magnetic field to 15 Tesla in about 10 minutes.

【0030】この状態で、液体ヘリウム10を、約2リ
ットル タンク12から注入し、 永久電流スイッチ4
を、約50秒で4.2K まで冷却し、スイッチを入れる
ことができた。この後、外部電源を3分間でゼロに戻
し、永久電流モード運転とした。ここで、永久電流スイ
ッチの常伝導状態での抵抗値は、合金シースの抵抗値で
決まるが、その最適な値は、様々なコイルの用途や設計
に応じインダクタンスの値が異なるため、最適な抵抗値
をここで述べることは困難である。しかし、抵抗値とし
ては概ね1〜数+オーム程度が望ましい。また、永久電
流モードに入った後に、銅電流リード8を抜き取って外
し、銅電流リード8を介した熱侵入を防ぐことが望まし
い。
In this state, liquid helium 10 is injected from a tank 12 of about 2 liters and the permanent current switch 4
Was cooled down to 4.2K in about 50 seconds and switched on. Thereafter, the external power supply was returned to zero in 3 minutes, and the operation was performed in the permanent current mode. Here, the resistance value of the persistent current switch in the normal conduction state is determined by the resistance value of the alloy sheath. The optimum value is determined by the inductance value depending on various coil applications and designs. The values are difficult to state here. However, the resistance value is desirably about 1 to several + ohms. After entering the permanent current mode, it is desirable to remove and remove the copper current lead 8 to prevent heat intrusion through the copper current lead 8.

【0031】以上のように、本第1実施例の構成では、
永久電流モードで超電導マグネットを運転することがで
きたが、図6に示したような比較例の場合では、永久電
流スイッチ4をオフにするためにヒータ5を加熱して
も、液体ヘリウム3が蒸発するばかりで、永久電流スイ
ッチの温度を十分に昇温できず、昇温できたのはスイッ
チの底面までの液体ヘリウム3が全て蒸発してからであ
った。この昇温に要した時間は約50分で、消費した液
体ヘリウム3は50リットルにも達した。
As described above, in the configuration of the first embodiment,
Although the superconducting magnet could be operated in the permanent current mode, in the case of the comparative example shown in FIG. 6, even if the heater 5 was heated to turn off the permanent current switch 4, the liquid helium 3 was not The temperature of the permanent current switch could not be sufficiently raised because it had just evaporated, and the temperature could be raised only after the liquid helium 3 up to the bottom of the switch was completely evaporated. The time required for this temperature rise was about 50 minutes, and the consumed liquid helium 3 reached 50 liters.

【0032】この後、スイッチが90Kにまで昇温した
ことを確認してから、外部電源を投入しようとしたが、
コイル上端の温度が40Kに達しており、コイルが本来
持っている臨界電流値500Aの約1/10以下の20
A程度までしか通電することができなかった。これは、
超電導マグネットが液面の上になって、ガスヘリウムと
熱交換して温度が上昇したことによると考えられる。そ
の後、液体ヘリウムをタンク11から約20分かけ、1
00リットル注入し、再び、液面を初期の状態に戻して
から外部電源を切って永久電流モードとしたが、比較例
の場合は、第1実施例の場合の1/10以下の磁場しか
発生できなかった。
Then, after confirming that the temperature of the switch has risen to 90K, an attempt was made to turn on the external power supply.
The temperature at the upper end of the coil has reached 40K, and the critical current value of the coil is less than about 1/10 of 500A.
It was possible to energize only up to about A. this is,
It is considered that the superconducting magnet was above the liquid surface and exchanged heat with gas helium, causing the temperature to rise. Then, liquid helium is poured from the tank 11 for about 20 minutes,
After the liquid level was returned to the initial state, the external power was turned off and the permanent current mode was set. However, in the comparative example, only a magnetic field of 1/10 or less of that in the first embodiment was generated. could not.

【0033】以上のように第1実施例の酸化物系超電導
マグネットシステムによれば、永久電流モード運転に必
要な超電導閉回路としての各部を同時に部分溶融凝固熱
処理した後に、該超電導化された永久電流スイッチ部を
断熱的に内包したクライオスタット内に超電導マグネッ
トを設置し、各部を個別に冷媒によって浸漬冷却可能な
冷却システムを形成したことによって、永久電流スイッ
チ4の動作速度を従来の10倍以上早めることができ、
更に、昇温や冷却時に液体ヘリウムの消費を一桁低減で
き、経済的な効果も大きい。また、温度が安定するた
め、結果として超電導マグネット1の発生磁場が向上す
る効果がある。尚、本実施例の超電導マグネットシステ
ムの更に外側に従来の金属系の永久電流マグネットを配
置するなどの工夫をすることにより、20Tを大きく越
える永久電流モードで発生することが可能となる。従っ
て、NMR装置などへ適用すれば、共鳴周波数が、例え
ば水素原子の場合では、1GHzあるいはそれ以上を検
出可能となるので、医療やライフサイエンスなどの分野
で顕著な波及効果が望まれる。
As described above, according to the oxide superconducting magnet system of the first embodiment, after the respective portions as the superconducting closed circuit necessary for the permanent current mode operation are simultaneously partially melt-solidified and heat treated, the superconducting permanent magnet A superconducting magnet is installed in a cryostat that encloses the current switch part insulated, and a cooling system that can immerse and cool each part individually with a refrigerant is formed, thereby increasing the operating speed of the permanent current switch 4 more than ten times as compared with the conventional system. It is possible,
Further, the consumption of liquid helium can be reduced by one digit at the time of heating or cooling, and the economic effect is great. Further, since the temperature is stabilized, there is an effect that the generated magnetic field of the superconducting magnet 1 is improved as a result. Incidentally, by devising a method such as disposing a conventional metallic permanent current magnet further outside the superconducting magnet system of the present embodiment, it is possible to generate a permanent current mode greatly exceeding 20T. Therefore, when applied to an NMR apparatus or the like, when the resonance frequency is, for example, a hydrogen atom, 1 GHz or higher can be detected, so that a remarkable ripple effect is desired in the fields of medicine and life science.

【0034】以上のように、酸化物系超電導体を用いた
場合には、本発明による超電導接続技術と超電導マグネ
ット及び永久電流スイッチの冷却技術とを適用すれば、
前述の目的は達成される。即ち、本発明による酸化物系
超電導マグネットシステムの特徴は、「 超電導マグネッ
ト部,永久電流スイッチ部,該超電導マグネット部と該
永久電流スイッチ部とを超電導接続する電流リード部 」
の各部が、巻線後に部分溶融凝固熱処理を行うテープ状
の酸化物系超電導線材で構成され、このテープ線材の部
分溶融熱処理前に、各部をそれぞれ予め別々に構成し、
その上、これらの各部を、該超電導マグネットシステム
の製作性をも考慮した所望の冷却システムの配置及び形
状にて成型し、この状態で各部間の接続部において該テ
ープ線材の端面同士を突き合わせて、その後に、全体を
同時に部分溶融凝固熱処理して超電導体とすることにあ
る。
As described above, when an oxide-based superconductor is used, if the superconducting connection technology according to the present invention and the cooling technology of the superconducting magnet and the permanent current switch are applied,
The above objective is accomplished. That is, the feature of the oxide-based superconducting magnet system according to the present invention is “a superconducting magnet section, a permanent current switch section, and a current lead section for superconducting connection between the superconducting magnet section and the permanent current switch section”.
Each part of is composed of a tape-shaped oxide superconducting wire that performs a partial fusion solidification heat treatment after winding, and before the partial fusion heat treatment of this tape wire, each part is separately configured in advance,
In addition, these parts are molded in a desired arrangement and shape of the cooling system in consideration of the manufacturability of the superconducting magnet system, and in this state, the end faces of the tape wires are joined to each other at a connection portion between the parts. Then, the whole is to be partially melt-solidified and heat-treated simultaneously to form a superconductor.

【0035】このように構成することで、接続部を含め
各部は全て超電導化され永久電流モード運転に必要な超
電導閉回路を形成できる。即ち、上記の超電導接続系の
作製工程で、線材の端部同士を突き合わせた後に部分溶
融することは、接続部分において高い結晶配向性を得る
のに有効であって、その結果として高い臨界電流密度特
性を得るために有効である。そして、該接続系の作製工
程の後に引き続いて、該超電導マグネットシステムに必
須な冷却システム構成を付加する。即ち、上記の超電導
冷却系の作製工程は、超電導マグネット部または永久電
流スイッチ部のうちの少なくとも永久電流スイッチ部が
断熱されることによって、各々独立に所望の温度に保持
し、かつ温度調節可能ならしめて、酸化物系超電導永久
電流マグネットを効率良く運転するものである。
With this configuration, all parts including the connection part are made superconducting, and a superconducting closed circuit required for permanent current mode operation can be formed. That is, in the above-described step of manufacturing the superconducting connection system, partial melting after abutting the ends of the wire is effective in obtaining high crystal orientation at the connection portion, and as a result, a high critical current density is obtained. It is effective for obtaining characteristics. Then, after the step of forming the connection system, a cooling system configuration essential to the superconducting magnet system is added. That is, in the above-described process of manufacturing the superconducting cooling system, if at least the permanent current switch portion of the superconducting magnet portion or the permanent current switch portion is insulated, it is possible to independently maintain a desired temperature and adjust the temperature. At the very least, an oxide-based superconducting permanent current magnet is operated efficiently.

【0036】上記各作製工程を経ることによって、酸化
物系超電導体特有の製作性の問題が解決され、かつ、物
性上から来る冷却性の問題も同時に解決できる酸化物系
超電導マグネットシステムの製造方法が提供される。
尚、超電導テープは熱処理後も多少の変形は可能であ
る。例えば、 0.2%以下の曲げ歪みであれば許容され
るので、例えば、概ね製品形状に合わせた形を構成し、
実際に製品に組み込む際には、許容歪みに入るようにし
ておくことができる。一般には、酸化物系超電導体はセ
ラミックスであるため熱処理によって寸法が変化する
が、この程度の変化は許容の範囲内であると言える。し
かしながら、従来と同じ方法で単純に後から冷却システ
ムを組み立てると、0.2%以上の曲げ歪みが発生する
ので、 本発明による製造方法が有効となる。
Through the above manufacturing steps, a method of manufacturing an oxide-based superconducting magnet system capable of solving the problem of manufacturability peculiar to oxide-based superconductors and simultaneously solving the problem of cooling properties due to physical properties. Is provided.
The superconducting tape can be slightly deformed even after the heat treatment. For example, a bending strain of 0.2% or less is permissible.
When actually incorporating it into a product, it can be set to be within the allowable distortion. Generally, the oxide-based superconductor changes its dimensions due to heat treatment because it is a ceramic, but it can be said that such a change is within an allowable range. However, simply assembling the cooling system afterwards in the same manner as in the prior art generates a bending strain of 0.2% or more, so that the manufacturing method according to the present invention is effective.

【0037】また、物性上の制約であった高い臨界温度
の問題は、マグネットとスイッチの両者の運転を安定に
行うために、両者を熱的に断熱する工夫が必要である。
例えば、本実施例の超電導マグネットシステムのよう
に、該永久電流スイッチ部及び該超電導マグネット部を
各々熱的に独立されたクライオスタット内に設置し、各
部を個別に冷媒によって浸漬冷却可能な構成とすること
によって、液体ヘリウムを冷媒とした場合に、回路の安
定性に寄与できるばかりでなく、液体ヘリウムの消費量
を低減できる効果がある。ここで冷媒としては、液体ネ
オンや液体酸素,液体水素,液体窒素などを用途に応じ
て使い分けることができる。
In addition, the problem of high critical temperature, which is a restriction on physical properties, requires a device for thermally insulating both the magnet and the switch in order to stably operate both the magnet and the switch.
For example, as in the superconducting magnet system according to the present embodiment, the permanent current switch unit and the superconducting magnet unit are each installed in a thermally independent cryostat, and each unit can be individually immersed and cooled by a refrigerant. Thus, when liquid helium is used as the refrigerant, not only can the circuit contribute to the stability of the circuit, but also the effect of reducing the consumption of liquid helium can be obtained. Here, as the refrigerant, liquid neon, liquid oxygen, liquid hydrogen, liquid nitrogen, or the like can be properly used depending on the application.

【0038】そして、一方、上記酸化物系超電導マグネ
ットシステムにおいて、超電導マグネットを構成する酸
化物系超電導体(含む線材)には、銀または銀合金、例え
ば、そして、添加物として重量で、0.01 〜1%、好
ましくは0.1〜0.5%と微量のマグネシウム,チタ
ン,ニッケルを含む銀合金とすることが望ましい。 こ
れらの材料であれば、引張強さを純銀と比較して3倍以
上に高めることが可能となり、電磁力に耐え、かつ、被
覆材が酸化物系超電導体と反応し劣化させることのない
超電導システムを構成できる効果がある。
On the other hand, in the above-mentioned oxide superconducting magnet system, the oxide superconductor (including the wire) constituting the superconducting magnet contains silver or a silver alloy, for example, and 0.3 wt. It is desirable to use a silver alloy containing a small amount of magnesium, titanium, and nickel as small as 0.1 to 1%, preferably 0.1 to 0.5%. With these materials, it is possible to increase the tensile strength to three times or more compared to pure silver, to withstand electromagnetic force, and to prevent the coating material from reacting with the oxide-based superconductor and deteriorating. There is an effect that the system can be configured.

【0039】更にまた、酸化物系超電導体を用いた超電
導マグネットシステムにおいて、酸化物系超電導体は、
扁平断面形状を有する銀被覆された長尺のBi2Sr2Ca1Cu
2O8系超電導体であることが望ましく、更に望ましく
は、多芯線材であることが望ましい。そして、永久電流
スイッチ及び電流リードを構成する線材における被覆材
に、 重量で1〜15%の金を含有する銀合金を利用す
ることが望ましい。 1〜15%の金を含有する銀合金
を利用することにより、被覆材に高抵抗と低熱伝導性を
付与せしめることが可能となる。その結果、永久電流ス
イッチのオフ時の抵抗を十分保持できるほか、高温度に
保たれたスイッチ部と低温度に保たれた超電導マグネッ
ト間の熱伝導を防ぐことが可能となり、超電導マグネッ
トの安定な動作が可能となる効果がある。
Further, in a superconducting magnet system using an oxide-based superconductor, the oxide-based superconductor includes:
Silver-coated long Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu with flat cross section
It is desirable to be a 2 O 8 superconductor, and more desirably, a multi-core wire. It is desirable to use a silver alloy containing 1 to 15% by weight of gold for the covering material of the wire constituting the permanent current switch and the current lead. By using a silver alloy containing 1 to 15% of gold, it becomes possible to impart high resistance and low thermal conductivity to the coating material. As a result, the resistance of the permanent current switch at the time of turning off can be sufficiently maintained, and heat conduction between the switch section maintained at a high temperature and the superconducting magnet maintained at a low temperature can be prevented, and the stable superconducting magnet can be prevented. There is an effect that operation becomes possible.

【0040】以上を纏めれば、本発明による酸化物系酸
化物系超電導マグネットシステムの製造方法の特徴は、
巻線後に部分溶融凝固熱処理を行うテープ状の酸化物系
超電導線材で構成される超電導マグネット部と、永久電
流スイッチ部と、該超電導マグネット部及び該永久電流
スイッチ部とを超電導接続する電流リード部とを含む酸
化物系超電導永久電流マグネットの、該超電導マグネッ
ト部と永久電流スイッチ部と電流リード部とを部分溶融
凝固熱処理する前に、これらを概ね該システムで所望の
配置及び形状に予め成型しておき、かつ、各部間の接続
部において該テープ線材の端面同士を突き合わせてお
き、その後、全体を同時に部分溶融凝固熱処理して超電
導体とし、更にその後、該超電導マグネットシステムに
所望の冷却システム構成を形成することにある。
In summary, the features of the method for manufacturing the oxide-based oxide superconducting magnet system according to the present invention are as follows.
A superconducting magnet portion made of a tape-shaped oxide superconducting wire that performs a partial melting and solidification heat treatment after winding, a permanent current switch portion, and a current lead portion for superconducting connection between the superconducting magnet portion and the permanent current switch portion. Prior to partially melting and solidifying the superconducting magnet portion, the persistent current switch portion, and the current lead portion of the oxide-based superconducting permanent current magnet containing, these are generally pre-molded into a desired arrangement and shape by the system. In addition, the end faces of the tape wires are abutted at the connection between the respective parts, and then the whole is simultaneously partially melt-solidified and heat-treated to form a superconductor, and thereafter, a desired cooling system configuration for the superconducting magnet system Is to form

【0041】(第2実施例)本発明による第2実施例の酸
化物系超電導マグネットシステムについて、図2を参照
して説明する。即ち、本実施例の超電導マグネットシス
テムの基本的な構成は第1実施例とほぼ同じであるが、
超電導マグネット1の冷却方法が異なる。超電導コイル
としての超電導マグネット1は、 Bi2Sr2Ca1Cu2Ox 系酸
化物超電導体を用いた銀被覆55芯テープ状線材を巻線
している。この超電導マグネット1はステンレス製のク
ライオスタット2に挿入され、かつ真空中に置かれ、蓄
熱式冷凍機13によって冷却されている。
(Second Embodiment) An oxide superconducting magnet system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, although the basic configuration of the superconducting magnet system of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment,
The method of cooling the superconducting magnet 1 is different. Superconducting magnet 1 as the superconducting coil is in winding the silver-coated 55-core tape-like wire material using the Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox -based oxide superconductor. The superconducting magnet 1 is inserted into a cryostat 2 made of stainless steel, placed in a vacuum, and cooled by a regenerative refrigerator 13.

【0042】ここでは、蓄熱式冷凍機には2段の冷却ス
テージをもつギフォード・マクマフォン式(通称GM式)
冷凍機を用いているが、用途によっては、低温での冷凍
能力を高めるために3段の冷却ステージを有する冷凍機
を用いることも可能である。また、パルス管式冷凍機な
ども用いることができる。パルス管式冷凍機はGM方式
に比べて冷凍能力が劣るものの振動がないという利点が
ある。即ち、超電導マグネットシステムにおいて、蓄熱
式冷凍機をGM式またはパルス管式冷凍機とすること
で、容易に低温度が達成できる利点もある。
Here, the regenerative refrigerator has a Gifford McMahon type (commonly called GM type) having two cooling stages.
Although a refrigerator is used, it is also possible to use a refrigerator having three cooling stages in order to increase the refrigerating capacity at low temperatures depending on the application. Further, a pulse tube refrigerator or the like can be used. The pulse tube refrigerator has an advantage that it has no refrigeration ability but has no vibration as compared with the GM system. That is, in the superconducting magnet system, there is an advantage that a low temperature can be easily achieved by using a GM type or pulse tube type refrigerator as the regenerative refrigerator.

【0043】一方、熱式の永久電流スイッチ4は、 Bi2
Sr2Ca1Cu2Ox 系酸化物超電導体を用いた銀−10重量%
金合金被覆55芯テープ状線材を無誘導で巻線し、更
に、その外周から、マンガニンヒータ線5を巻き付けて
構成している。また、永久電流スイッチ4と超電導マグ
ネット1とを電気的につなぐ電流リード6は、Bi2Sr2Ca
1Cu2Ox 系酸化物超電導体を用い、 重量で概ね10%の
金を含有してなる銀合金で被覆された55芯テープ状線
材で構成される。超電導マグネット1は、第二の冷却ス
テージ14によって伝熱冷却される。超電導マグネット
1は、永久電流スイッチ4と接続部7を介して超電導接
続されている。
On the other hand, the thermal type permanent current switch 4 is composed of Bi 2
Silver with Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor -10 wt%
A 55-core gold alloy coated tape-shaped wire is wound without induction, and a manganin heater wire 5 is wound from the outer periphery thereof. The current lead 6 for electrically connecting the permanent current switch 4 and the superconducting magnet 1 is made of Bi 2 Sr 2 Ca
It is composed of a 55-core tape-shaped wire coated with a silver alloy containing approximately 10% by weight of gold using a 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor. The superconducting magnet 1 is heat-transfer cooled by the second cooling stage 14. The superconducting magnet 1 is superconductingly connected to the permanent current switch 4 via a connection 7.

【0044】また、永久電流回路は外部電源と銅電流リ
ード8によって接続されているが、銅リードの低温端1
5は第一の冷却ステージ16を介して伝熱冷却され、か
つ、超電導マグネット1との間は熱伝導の小さな酸化物
系超電導体を用いた電流リード17で構成されている。
なお、第一の冷却ステージ16はクライオスタット2の
熱シールド18の冷却にも利用される。この熱シールド
18は薄い銅製でコップ状に形成してなり、クライオス
タット2と共に2重ケースを構成し、超電導コイル1を
直接内包して、開口部の一端を冷却ステージ16に密着
にねじ止めしてある。銅電流リード8は着脱可能である
ことが望ましい。
The permanent current circuit is connected to an external power supply by a copper current lead 8, but the low-temperature end 1
5 is heat-transfer-cooled through a first cooling stage 16 and is formed between the superconducting magnet 1 and a current lead 17 using an oxide-based superconductor having small heat conduction.
The first cooling stage 16 is also used for cooling the heat shield 18 of the cryostat 2. The heat shield 18 is made of thin copper and formed in a cup shape, forms a double case together with the cryostat 2, directly encloses the superconducting coil 1, and screws one end of the opening to the cooling stage 16 in close contact. is there. It is desirable that the copper current lead 8 be detachable.

【0045】一方、永久電流スイッチ4は、第1実施例
の構成と同様であり、クライオスタット9によって断熱
され、液体ヘリウムによって浸漬冷却される。冷媒とし
ての液体ヘリウム10の代わりに、液体窒素或いは液体
水素或いは液体ネオンなどを用いることができる。ここ
で、超電導マグネット部へ供給するために必要な液体ヘ
リウムはタンク11、また、永久電流スイッチ部を冷却
するために必要な冷媒はタンク12からそれぞれ供給さ
れる。
On the other hand, the permanent current switch 4 has the same configuration as that of the first embodiment, is insulated by the cryostat 9, and is immersed and cooled by liquid helium. Instead of liquid helium 10 as a refrigerant, liquid nitrogen, liquid hydrogen, liquid neon, or the like can be used. Here, liquid helium necessary for supplying to the superconducting magnet unit is supplied from the tank 11, and refrigerant necessary for cooling the permanent current switch unit is supplied from the tank 12.

【0046】以下、図2の場合について本実施例の効果
を比較例との比較から説明する。図2の例では、超電導
マグネット1は蓄熱式冷凍機によって15Kに保持され
ている。 一方、永久電流スイッチは液体ヘリウムによ
って浸漬冷却され4.2Kに保たれている。これによ
り、回路は全て超電導となっている。この状態で、図中
には示していない外部電源を用い、銅電流リード8から
マグネット1に最大で300Aの電流を注入し、約10
分間で9テスラの磁場まで励磁した。この状態で、液体
ヘリウム2リットルをタンク12から注入し、永久電流
スイッチ4を約50秒で4.2K まで冷却できスイッチ
を入れることができた。この後、外部電源を約3分間で
ゼロに戻し、永久電流モード運転とした。
Hereinafter, the effect of this embodiment in the case of FIG. 2 will be described in comparison with a comparative example. In the example of FIG. 2, the superconducting magnet 1 is held at 15K by a regenerative refrigerator. On the other hand, the permanent current switch is immersed and cooled by liquid helium and kept at 4.2K. Thereby, all circuits are superconducting. In this state, using an external power supply not shown in the figure, a current of 300 A at maximum was injected into the magnet 1 from the copper current lead 8, and about 10 A
It was excited to a magnetic field of 9 Tesla in a minute. In this state, 2 liters of liquid helium was injected from the tank 12, the permanent current switch 4 was cooled down to 4.2K in about 50 seconds, and the switch was turned on. Thereafter, the external power supply was returned to zero in about 3 minutes, and a permanent current mode operation was performed.

【0047】以上のように第2実施例によれば、永久電
流モード運転に必要な超電導閉回路としての各部を同時
に部分溶融凝固熱処理した後に、永久電流スイッチ部及
び超電導マグネット部を各々熱的に独立されたクライオ
スタット内に設置し、永久電流スイッチ部を蓄熱式冷凍
機によって所望の温度に保持し、かつ該超電導マグネッ
ト部を冷媒によって浸漬冷却する冷却システムを形成し
たことによって、熱式永久電流スイッチの運転動作を容
易ならしめ、かつ冷媒の消費を低減することができる。
As described above, according to the second embodiment, after the respective portions as the superconducting closed circuit necessary for the persistent current mode operation are simultaneously subjected to the partial melting and solidification heat treatment, the permanent current switch portion and the superconducting magnet portion are thermally separated. By installing a cooling system that is installed in an independent cryostat, maintains a permanent current switch section at a desired temperature by a regenerative refrigerator, and forms a cooling system that immerses and cools the superconducting magnet section with a refrigerant, a thermal permanent current switch is provided. Can be easily operated, and the consumption of the refrigerant can be reduced.

【0048】(第3実施例)本発明による第3実施例の超
電導マグネットシステムについて、図3を参照して説明
する。即ち、本実施例の超電導マグネットシステムの構
成は、第1実施例とほぼ同じであるが、永久電流スイッ
チ4の冷却方法が異なる。図において、超電導コイルと
しての超電導マグネット1は、第1実施例と同様にBi2S
r2Ca1Cu2Ox系酸化物超電導体を用いた銀被覆55芯テー
プ状線材を巻線している。 この超電導マグネット1は
ステンレス製のクライオスタット2に挿入され、液体ヘ
リウム3によって浸漬冷却されている。
(Third Embodiment) A superconducting magnet system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, the configuration of the superconducting magnet system of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the method of cooling the permanent current switch 4 is different. In the figure, a superconducting magnet 1 as a superconducting coil is made of Bi 2 S as in the first embodiment.
A silver-coated 55-core tape-shaped wire using an r 2 Ca 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor is wound. The superconducting magnet 1 is inserted into a stainless steel cryostat 2 and is immersed and cooled by liquid helium 3.

【0049】一方、熱式永久電流スイッチ4は、 Bi2Sr
2Ca1Cu2Ox 系酸化物超電導体を用いた銀−10重量%金
合金被覆55芯テープ状線材を無誘導で巻線し、更にそ
の外周から、マンガニンヒータ線5を巻き付けて構成し
ている。また、永久電流スイッチ4と超電導マグネット
1とを電気的につなぐ電流リード6はBi2Sr2Ca1Cu2Ox系
酸化物超電導体を用い、 重量で概ね10%の金を含有
してなる銀合金で被覆された55芯テープ状線材で構成
され、超電導マグネット1及び永久電流スイッチ4を電
流リード6及び接続部7を介して超電導接続されてい
る。また、永久電流回路は外部電源と銅電流リード8に
よって接続されている。この銅電流リード8は着脱可能
であることが望ましい。
On the other hand, the thermal permanent current switch 4 is composed of Bi 2 Sr
The 2 Ca 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor of silver -10 wt% gold alloy coating 55 core tape-shaped wire was used to windings unguided, further from the outer periphery, and constituted by winding a manganin heater wire 5 I have. The current leads 6 connecting the superconducting magnet 1 persistent current switch 4 electrically uses a Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox -based oxide superconductor, comprising a generally 10% by weight gold and silver The superconducting magnet 1 and the permanent current switch 4 are superconductingly connected to each other through a current lead 6 and a connecting portion 7. The permanent current circuit is connected to an external power supply by a copper current lead 8. It is desirable that the copper current lead 8 be detachable.

【0050】そして、永久電流スイッチ4は、クライオ
スタット9によって断熱され、蓄熱式冷凍機19によっ
て、第二の冷却ステージ20を介して伝熱冷却され、真
空中に設置されている。また、冷凍機の第一の冷却ステ
ージ21はクライオスタット9の熱シールド22の冷却
に利用される。この熱シールド22は薄い銅製でコップ
状に形成してなり、クライオスタット9と共に2重ケー
スを構成し、永久電流スイッチ4を直接内包して、開口
部の一端を冷却ステージ21に密着にねじ止めしてあ
る。更に、超電導マグネット部へ供給するために必要な
液体ヘリウムはタンク11から供給されるが、冷媒とし
ては液体ヘリウムの代わりに、液体窒素,液体水素,液体
ネオンなどを用いることができる。
The permanent current switch 4 is insulated by the cryostat 9, heat-transfer-cooled by the regenerative refrigerator 19 via the second cooling stage 20, and installed in a vacuum. The first cooling stage 21 of the refrigerator is used for cooling the heat shield 22 of the cryostat 9. The heat shield 22 is made of thin copper and is formed in a cup shape, forms a double case together with the cryostat 9, directly encloses the permanent current switch 4, and screws one end of the opening into close contact with the cooling stage 21. It is. Further, liquid helium necessary for supplying to the superconducting magnet unit is supplied from the tank 11, but liquid nitrogen, liquid hydrogen, liquid neon, or the like can be used as a refrigerant instead of liquid helium.

【0051】以下、本実施例の効果を比較例との比較か
ら説明する。 図3の例では、超電導マグネット1は
液体ヘリウムに浸漬冷却され、永久電流スイッチ4は蓄
熱式冷凍機によって約10Kに伝熱冷却されている。こ
の状態でヒータ5によってスイッチを90Kまで約10
0秒で昇温した後、外部電源を入力し超電導マグネット
を10Tまで励磁した。この状態でヒータ5の通電を冷
凍機19でスイッチ4を冷却しながら、約20Kまで1
0分で到達したところで、外部電源を切り、永久電流モ
ード運転に入ることができた。なお、スイッチ部分の冷
却速度を早めシステムの使い勝手を向上させるため、後
掲する図5のような構成とすることができる。図5のよ
うにすると、スイッチ部分の冷却は数十秒しか掛から
ず、高速なスイッチ動作が可能になる利点がある。
Hereinafter, the effects of this embodiment will be described in comparison with a comparative example. In the example of FIG. 3, the superconducting magnet 1 is immersed and cooled in liquid helium, and the permanent current switch 4 is heat-transfer cooled to about 10K by a regenerative refrigerator. In this state, the switch is set to about 90 K by the heater 5 for about 10 K.
After the temperature was raised in 0 seconds, an external power supply was input to excite the superconducting magnet to 10T. In this state, energization of the heater 5 is continued until the switch 4 is cooled by the refrigerator 19 until the temperature reaches about 20K.
When the time reached 0 minutes, the external power supply was turned off and the operation was started in the permanent current mode. In order to increase the cooling speed of the switch portion and improve the usability of the system, a configuration as shown in FIG. 5 to be described later can be adopted. As shown in FIG. 5, there is an advantage that cooling of the switch portion takes only several tens of seconds, and a high-speed switch operation is possible.

【0052】以上のように、第3実施例の超電導マグネ
ットシステムにおいて、永久電流モード運転に必要な超
電導閉回路を形成する各部を同時に部分溶融凝固熱処理
した後に、該超電導化された永久電流スイッチ部及び超
電導マグネット部は、各々熱的に独立しているクライオ
スタット内に設置され、該永久電流スイッチ部を蓄熱式
冷凍機によって所望の温度に保持し、かつ該超電導マグ
ネット部を冷媒によって浸漬冷却する冷却システムを形
成したことによって、熱式永久電流スイッチの運転動作
を容易ならしめ、かつ冷媒の消費を低減することができ
る。
As described above, in the superconducting magnet system of the third embodiment, after the respective parts forming the superconducting closed circuit necessary for the persistent current mode operation are simultaneously partially melt-solidified and heat-treated, the superconducting permanent current switch section is formed. And a superconducting magnet unit is installed in a cryostat that is thermally independent of each other, cooling the permanent current switch unit at a desired temperature by a regenerative refrigerator, and immersing and cooling the superconducting magnet unit with a refrigerant. By forming the system, the operation of the thermal permanent current switch can be facilitated, and the consumption of the refrigerant can be reduced.

【0053】(第4実施例)本発明による第4実施例の酸
化物系超電導マグネットシステムについて、図4を参照
して説明する。即ち、本実施例の超電導マグネットシス
テムの基本的な構成は、第2実施例と類似し、異なる所
は超電導マグネット1及び永久電流スイッチ4の両方を
蓄熱式冷凍機で冷却する点にある。超電導コイルとして
の超電導マグネット1は、 Bi2Sr2Ca1Cu2Ox 系酸化物超
電導体を用いた銀被覆55芯テープ状線材を巻線してい
る。 一方、永久電流スイッチ4は、Bi2Sr2Ca1Cu2Ox 系
酸化物超電導体を用いた銀−10重量%金合金被覆55
芯テープ状線材を無誘導で巻線し、更に、その外周か
ら、マンガニンヒータ線5を巻き付けて構成している。
また、永久電流スイッチ4と超電導マグネット1とを電
気的につなぐ電流リード6は、Bi2Sr2Ca1Cu2Ox系酸化物
超電導体を用い、重量で概ね10%の金を含有してなる
銀合金で被覆された55芯テープ状線材で構成される。
(Fourth Embodiment) An oxide superconducting magnet system according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, the basic configuration of the superconducting magnet system of the present embodiment is similar to that of the second embodiment, except that both the superconducting magnet 1 and the permanent current switch 4 are cooled by the regenerative refrigerator. Superconducting magnet 1 as the superconducting coil is in winding the silver-coated 55-core tape-like wire material using the Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox -based oxide superconductor. Meanwhile, the persistent current switch 4, silver -10 wt% gold alloy coating with the Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox -based oxide superconductor 55
The core tape-shaped wire is wound without induction, and a manganin heater wire 5 is wound from the outer periphery thereof.
The current leads 6 connecting the superconducting magnet 1 persistent current switch 4 electrically uses a Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 O x based oxide superconductor, containing approximately 10 percent by weight gold Of a 55-core tape-shaped wire coated with a silver alloy.

【0054】これらの超電導マグネット1や永久電流ス
イッチ4などは、ステンレス製のクライオスタット2に
挿入されかつ真空中に置かれて相互に断熱され、蓄熱式
冷凍機13及び19によって各々個別に冷却されてい
る。ここでは、蓄熱式冷凍機には2段の冷却ステージを
もつギフォード・マクマフォン式(通称GM式)冷凍機を
用いているが、用途によっては、低温での冷凍能力を高
めるために3段の冷却ステージを有する冷凍機などを用
いることも可能である。また、パルス管式冷凍機なども
用いることができる。パルス管式冷凍機はGM方式に比
べて冷凍能力が劣るものの振動がないという利点があ
る。
The superconducting magnet 1 and the permanent current switch 4 are inserted into a stainless steel cryostat 2 and placed in a vacuum to be insulated from each other, and cooled individually by regenerative refrigerators 13 and 19 respectively. I have. Here, the regenerative refrigerator uses a Gifford McMahon type (commonly called GM type) refrigerator having two stages of cooling stages. However, depending on the application, three stages of cooling are required in order to increase the refrigerating capacity at low temperatures. It is also possible to use a refrigerator having a stage or the like. Further, a pulse tube refrigerator or the like can be used. The pulse tube refrigerator has an advantage that it has no refrigeration ability but has no vibration as compared with the GM system.

【0055】超電導マグネット1は、蓄熱式冷凍機13
の第二の冷却ステージ14によって伝熱冷却される。超
電導マグネット1は永久電流スイッチ4と接続部7にお
いて超電導接続されている。また、永久電流回路は外部
電源と銅電流リード8によって接続されているが、銅リ
ードの低温端15は第一の冷却ステージ16を介して伝
熱冷却され、かつ、超電導マグネット1との間は熱伝導
の小さな酸化物系超電導体を用いた電流リード17で構
成されている。
The superconducting magnet 1 includes a regenerative refrigerator 13
The heat is transferred and cooled by the second cooling stage 14. The superconducting magnet 1 is superconductingly connected to the permanent current switch 4 at a connection portion 7. The permanent current circuit is connected to an external power supply by a copper current lead 8, and the low-temperature end 15 of the copper lead is heat-transfer-cooled via the first cooling stage 16, and is connected to the superconducting magnet 1. It is composed of a current lead 17 using an oxide-based superconductor having low thermal conductivity.

【0056】なお、第一の冷却ステージ16は熱シール
ド18の冷却にも利用される。この熱シールド18は薄
い銅製コップ状に形成してなり、超電導コイル1と永久
電流スイッチ4などを直接内包して、開口部の一端を冷
却ステージ16に密着にねじ止めしてある。銅電流リー
ド8は着脱可能であることが望ましい。また、永久電流
スイッチ4は蓄熱式冷凍機19によって、第二の冷却ス
テージ20を介して伝熱冷却され、真空の熱シールド1
8内に設置されている。クライオスタット2と熱シール
ド18とで2重ケースを構成し断熱形成や真空形成に好
適である。
The first cooling stage 16 is also used for cooling the heat shield 18. The heat shield 18 is formed in a thin copper cup shape, directly encloses the superconducting coil 1 and the permanent current switch 4 and the like, and one end of the opening is screwed tightly to the cooling stage 16. It is desirable that the copper current lead 8 be detachable. Further, the permanent current switch 4 is heat-transfer-cooled by the regenerative refrigerator 19 via the second cooling stage 20, and the vacuum heat shield 1
8. The cryostat 2 and the heat shield 18 form a double case, which is suitable for heat insulation formation or vacuum formation.

【0057】更に、冷凍機19の第一の冷却ステージ2
1は同様に熱シールド18の冷却に利用される。そし
て、永久電流スイッチ部を断熱的に内包するクライオス
タットはないが、永久電流スイッチ部は超電導マグネッ
ト1から十分なる距離を保つことで、熱伝導を防ぐ効果
があるほか、マグネットからの漏れ磁場による性能低下
を防止できる効果がある。一方、本実施例では、接続部
7( 超電導マグネット1の端部1aまたは電流リード6
自体を被覆補強する接続部なども含む接続部7 )を、冷
却システムの一部としての第二の冷却ステージ14に予
め支持固定する構成として、組立て時に発生する歪みが
微小となるようにしている。
Further, the first cooling stage 2 of the refrigerator 19
1 is also used for cooling the heat shield 18. And there is no cryostat that adiabatically encloses the permanent current switch, but the permanent current switch has the effect of preventing heat conduction by keeping a sufficient distance from the superconducting magnet 1, and the performance due to the leakage magnetic field from the magnet. This has the effect of preventing the drop. On the other hand, in this embodiment, the connecting portion 7 (the end 1a of the superconducting magnet 1 or the current lead 6) is used.
A connecting portion 7) including a connecting portion for covering and reinforcing itself is pre-supported and fixed to the second cooling stage 14 as a part of the cooling system so that distortion generated at the time of assembly is small. .

【0058】以下、本実施例の効果を比較例との比較か
ら説明する。図4では、超電導マグネット1と永久電流
スイッチ4は同一空間に置かれているが、真空で断熱さ
れ、各々、冷凍機によって15Kまで冷却されている。
この状態でヒータ5を加熱し、90Kにまで約1分程で
到達した。この状態で外部電源によって超電導マグネッ
ト1を7Tまで励磁し、その後、ヒータを切ってスイッ
チ部を冷却し、約20分ほどで20Kに達したことを確
認してから、外部電源を切り永久電流モード運転に入っ
た。
Hereinafter, the effects of this embodiment will be described in comparison with a comparative example. In FIG. 4, the superconducting magnet 1 and the permanent current switch 4 are placed in the same space, but are insulated by vacuum and each is cooled to 15K by a refrigerator.
In this state, the heater 5 was heated to reach 90K in about one minute. In this state, the superconducting magnet 1 is excited to 7T by the external power supply, then the switch is cooled by turning off the heater. After confirming that the temperature reaches 20K in about 20 minutes, the external power supply is turned off and the permanent current mode is turned off. I started driving.

【0059】以上のように、第4実施例の超電導マグネ
ットシステムにおいて、永久電流モード運転に必要な超
電導閉回路としての各部を同時に部分溶融凝固熱処理し
た後に、該超電導化された永久電流スイッチ部及び超電
導マグネット部を、各々熱的に独立したクライオスタッ
ト内に設置し、該永久電流スイッチ部及び該超電導マグ
ネット部を各々個別に蓄熱式冷凍機によって所望の温度
に保持する冷却システムを形成したことによって、シス
テムの運転動作を容易ならしめ、かつ冷媒の消費をなく
することができる。また、該超電導マグネットシステム
において、該永久電流スイッチ部及び該超電導マグネッ
ト部を各々熱的に独立されたクライオスタットとし、該
超電導マグネット部を蓄熱式冷凍機によって所望の温
度、たとえば20Kに保持することにより、永久電流ス
イッチの動作速度を速め、かつ、マグネットシステムの
操作を容易とし、かつ、システムの消費する冷媒の量を
低減可能である。
As described above, in the superconducting magnet system according to the fourth embodiment, each part as a superconducting closed circuit required for the permanent current mode operation is simultaneously partially melt-solidified and heat-treated, and then the superconducting permanent current switch and By installing a superconducting magnet section in a thermally independent cryostat, and forming a cooling system that individually holds the permanent current switch section and the superconducting magnet section at a desired temperature by a regenerative refrigerator, The operation of the system can be facilitated, and the consumption of the refrigerant can be eliminated. Further, in the superconducting magnet system, the permanent current switch section and the superconducting magnet section are each a thermally independent cryostat, and the superconducting magnet section is maintained at a desired temperature, for example, 20K by a regenerative refrigerator. The operating speed of the permanent current switch can be increased, the operation of the magnet system can be facilitated, and the amount of refrigerant consumed by the system can be reduced.

【0060】(第5実施例)本発明による第5実施例の超
電導マグネットシステムについて、図5を参照して説明
する。即ち、本実施例の超電導マグネットシステムの基
本的な構成は、第3実施例とほぼ同じであるが、永久電
流スイッチ4の冷却方法に促進冷却手段が付加されてい
る。超電導コイルとしての超電導マグネット1は、第1
実施例と同様にBi2Sr2Ca1Cu2Ox 系酸化物超電導体を用
いて、 そして、銀被覆の19芯テープ状線材を巻線し
ている。この超電導マグネットはステンレス鋼のクライ
オスタット2に挿入され、液体ヘリウム3によって浸漬
冷却されている。一方、熱式永久電流スイッチ4は Bi2
Sr2Ca1Cu2Ox 系酸化物超電導体を用いた銀−10重量%
金合金被覆19芯テープ状線材を無誘導で巻線し、更に
その外周から、無誘導でマンガニンヒータ線5を巻き付
けて構成している。また、永久電流スイッチと超電導マ
グネットとを電気的につなぐ電流リード6はBi2Sr2Ca1C
u2Ox系酸化物超電導体を用い、重量で概ね10%の金を
含有してなる銀合金で被覆された55芯テープ状線材で
構成され、超電導マグネット1及び永久電流スイッチ4
と接続部7において超電導接続されている。また、永久
電流回路は外部電源と銅銅電流リード8によって接続さ
れている。この場合の銅電流リード8は着脱可能である
ことが望ましい。
(Fifth Embodiment) A superconducting magnet system according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. That is, the basic configuration of the superconducting magnet system of this embodiment is almost the same as that of the third embodiment, except that the cooling method of the permanent current switch 4 is provided with an accelerated cooling means. The superconducting magnet 1 as a superconducting coil is a first superconducting magnet.
EXAMPLE similarly to using a Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox -based oxide superconductor and have winding 19 core tape-like wire silver coating. The superconducting magnet is inserted into a stainless steel cryostat 2 and immersed and cooled by liquid helium 3. On the other hand, the thermal permanent current switch 4 is Bi 2
Silver with Sr 2 Ca 1 Cu 2 Ox-based oxide superconductor -10 wt%
A 19-core gold alloy coated tape-shaped wire is wound without induction, and a manganin heater wire 5 is wound from the outer periphery thereof without induction. The current lead 6 for electrically connecting the permanent current switch and the superconducting magnet is made of Bi 2 Sr 2 Ca 1 C
A superconducting magnet 1 and a permanent current switch 4 are formed of a 55-core tape-shaped wire coated with a silver alloy containing approximately 10% by weight of gold using a u 2 O x -based oxide superconductor.
And the connection part 7 is superconductively connected. Further, the permanent current circuit is connected to an external power supply by a copper / copper current lead 8. In this case, it is desirable that the copper current lead 8 be detachable.

【0061】そして、永久電流スイッチ4はクライオス
タット9によって断熱され、蓄熱式冷凍機19によっ
て、第二の冷却ステージ20を介して伝熱冷却され、真
空中に設置されている。なお、蓄熱式冷凍機19の第一
の冷却ステージ20は熱シールド22の冷却に利用され
る。この熱シールド22は薄いアルミニウム製でコップ
状に形成してなり、永久電流スイッチ4を直接内包し
て、開口部の一端を冷却ステージ21に密着してある。
なお、超電導マグネット部へ供給するために必要な液体
ヘリウムはタンク11から供給されるが、冷媒としては
液体ヘリウムの代わりに液体窒素或いは液体水素或いは
液体ネオンなどを用いることができる。
The permanent current switch 4 is insulated by the cryostat 9, heat-transfer-cooled by the regenerative refrigerator 19 via the second cooling stage 20, and installed in a vacuum. The first cooling stage 20 of the regenerative refrigerator 19 is used for cooling the heat shield 22. The heat shield 22 is made of thin aluminum and is formed in a cup shape. The heat shield 22 directly encloses the permanent current switch 4, and has one end of the opening portion in close contact with the cooling stage 21.
The liquid helium necessary for supplying to the superconducting magnet unit is supplied from the tank 11, but liquid nitrogen, liquid hydrogen, liquid neon, or the like can be used as the refrigerant instead of liquid helium.

【0062】本実施例では、上記構成のほか、永久電流
スイッチの冷却速度を向上させるため、強制冷却用の冷
媒配管23を配置している。冷媒としては、低温ヘリウ
ムガスや液体ヘリウム,液体窒素など、あるいは低温の
窒素ガス,液体ネオンあるいは低温のネオンガスなどを
利用できる。また、冷却配管23は、永久電流スイッチ
が小型の場合はそのスイッチ周囲に、また、大型の場合
はスイッチ内部に配管されることが望ましく、部材は銅
などの熱伝導性のよい材質が望ましい。
In this embodiment, in addition to the above configuration, a refrigerant pipe 23 for forced cooling is arranged to improve the cooling speed of the permanent current switch. As the refrigerant, low-temperature helium gas, liquid helium, liquid nitrogen, or the like, or low-temperature nitrogen gas, liquid neon, or low-temperature neon gas can be used. When the permanent current switch is small, the cooling pipe 23 is preferably provided around the switch. When the permanent current switch is large, the cooling pipe 23 is preferably provided inside the switch. The member is preferably made of a material having good heat conductivity such as copper.

【0063】以下、本実施例の効果を比較例との比較か
ら説明する。以上のように、第5実施例の蓄熱式冷凍機
によって冷却される永久電流スイッチ部において、少な
くとも該永久電流スイッチ部の冷却の際に冷媒による補
助的な冷却が可能な構成とし、該永久電流スイッチの冷
却速度を向上せしめることによりスイッチ動作を容易な
らしめることができる。また、該超電導マグネットシス
テムにおいて、該永久電流スイッチ部が少なくとも熱的
な昇温と降温にスイッチを含むことにより、更にスイッ
チ動作速度の細かい調整が図られる。また、この際、ス
イッチ動作をより容易にするためにスイッチ部に外部磁
界が加わるようにしてもよい。
Hereinafter, the effects of this embodiment will be described in comparison with a comparative example. As described above, in the permanent current switch section cooled by the regenerative refrigerator of the fifth embodiment, at least at the time of cooling the permanent current switch section, auxiliary cooling by a refrigerant is possible, By increasing the cooling rate of the switch, the switch operation can be facilitated. Further, in the superconducting magnet system, the switch operation speed can be further finely adjusted by the permanent current switch section including at least a switch for thermally raising and lowering the temperature. At this time, an external magnetic field may be applied to the switch section to make the switching operation easier.

【0064】ところで、上記実施例の酸化物系超電導体
は、扁平断面形状を有する銀被覆された長尺の Bi2Sr2C
a1Cu2O8 系超電導体であることが望ましく、更に、望ま
しくは多芯線材であることが望ましい。Bi−Sr−C
a−Cu−O系としては、次ぎのものがある。
Incidentally, the oxide superconductor of the above embodiment is a long Bi2Sr2C coated with silver having a flat cross section.
It is preferably an a1Cu2O8-based superconductor, and more preferably a multi-core wire. Bi-Sr-C
The following are examples of the a-Cu-O system.

【0065】Bi−Sr−Ca−Cu−O系 Bi1.5-2.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O5-7 Bi1.5-2.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.3−Cu1.5-2.3
−O7-9 Bi1.5-2.2−Sr1.5-2.3−Ca1.5-2.3−Cu2.5-3.3
−O9-11 また、他の超伝導材料としては、次ぎの超電導材料など
が利用できる。
[0065] Bi-Sr-Ca-Cu- O -based Bi 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 5-7 Bi 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3 -Cu 1.5- 2.3
-O 7-9 Bi 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3
—O 9-11 As other superconducting materials, the following superconducting materials can be used.

【0066】Tl−Ba−Ca−Cu−O系 Tl1.5-2.2−Ba1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O5-7 Tl1.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca0.5-1.3−Cu1.5-2.3
−O7-9 Tl1.5-2.2−Ba1.5-2.3−Ca1.5-2.3−Cu2.5-3.3
−O9-11 Tl0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O4-6 Tl0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca0.5-1.2−Cu1.5-2.3
−O6-8 Tl0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca2.5-3.2−Cu3.5-4.3
−O8-10 Tl−Sr−Ca−Cu−O系 Tl1.5-2.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O5-7 Tl1.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.3−Cu1.5-2.3
−O7-9 Tl1.5-2.2−Sr1.5-2.3−Ca1.5-2.3−Cu2.5-3.3
−O9-11 Tl0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O4-6 Tl0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.2−Cu1.5-2.3
−O6-8 Tl0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca2.5-3.2−Cu3.5-4.3
−O8-10 Tl−Ba−Sr−Ca−Cu−O系 Tl1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O5-7 Tl1.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca0.5-1.3
−Cu1.5-2.3−O7-9 Tl1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.3−Ca1.5-2.3
−Cu2.5-3.3−O9-11 Tl0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O4-6 Tl0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca0.5-1.2
−Cu1.5-2.3−O6-8 Tl0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca2.5-3.2
−Cu3.5-4.3−O8-10 x=0.1〜0.9 Tl−Pb−Sr−Ca−Cu−O系 (Tly−Pb1-y)1.5-2.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O5-7 (Tly−Pb1-y)1.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.3
−Cu1.5-2.3−O7-9 (Tly−Pb1-y)1.5-2.2−Sr1.5-2.3−Ca1.5-2.3
−Cu2.5-3.3−O9-11 (Tly−Pb1-y)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O4-6 (Tly−Pb1-y)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.2
−Cu1.5-2.3−O6-8 (Tly−Pb1-y)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca2.5-3.2
−Cu3.5-4.3−O8-10 y=0.1〜0.9 Tl−Pb−Ba−Sr−Ca−Cu−O系 (Tly−Pb1-y)1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu
0.5-1.3−O5-7 (Tly−Pb1-y)1.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
0.5-1.3−Cu1.5-2.3−O7-9 (Tly−Pb1-y)1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.3−Ca
1.5-2.3−Cu2.5-3.3−O9-11 (Tly−Pb1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu
0.5-1.3−O4-6 (Tly−Pb1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
0.5-1.2−Cu1.5-2.3−O6-8 (Tly−Pb1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
2.5-3.2−Cu3.5-4.3−O8-10 x=0.1〜0.9,y=0.1〜0.9 Bi−Pb−Sr−Ca−Cu−O系 (Biy−Pb1-y)1.5-2.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O5-7 (Biy−Pb1-y)1.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.3
−Cu1.5-2.3−O7-9 (Biy−Pb1-y)1.5-2.2−Sr1.5-2.3−Ca1.5-2.3
−Cu2.5-3.3−O9-11 y=0.1〜0.9 Ln−Ba−Cu−O系 Ln1.5-2.3−Cu0.5-1.3−O4-6 Ln0.5-1.3−Ba1.5-2.3−Cu2.5-3.3−O6-8 Ln:Y,Sc,La,Ac,Ce,Pr,Nd,P
m,Sm,Eu, Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu Ln−Sr−Cu−O系 Ln0.5-1.3−Sr1.5-2.3−Cu2.5-3.3−O6-8 Ln:Y,Sc,La,Ac,Ce,Pr,Nd,P
m,Sm,Eu,Gd, Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu Bi−Sr−Y−Cu−O系 (Bi1-x−Cux)−Sr2−(Y1-y−Cuy)Cu2−O
6-8 x=0.1〜0.9,y=0.1〜0.9 Ba−Ca−Cu−O系 Cu0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O4-6 Cu0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca0.5-1.2−Cu1.5-2.3
6-8 Cu0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca2.5-3.2−Cu3.5-4.3
−O8-10 (Agx,Cu1-x)0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O4-6 (Agx,Cu1-x)0.5-1.2−−Ba1.5-2.2−Ca
0.5-1.2−Cu1.5-2.3−O6-8 (Agx,Cu1-x)0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca2.5-3.2
−Cu3.5-4.3−O8-10 x=0〜1 Sr−Ca−Cu−O系 Cu0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O4-6 Cu0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.2−Cu1.5-2.3
−O6-8 Cu0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca2.5-3.2−Cu3.5-4.3
−O8-10 (Agx,Cu1-x)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O4-6 (Agx,Cu1-x)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.2
−Cu1.5-2.3−O6-8 (Agx,Cu1-x)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca2.5-3.2
−Cu3.5-4.3−O8-10 x=0〜1 Hg−Ba−Ca−Cu−O系 Hg1.5-2.2−Ba1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O5-7 Hg1.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca0.5-1.3−Cu1.5-2.3
−O7-9 Hg1.5-2.2−Ba1.5-2.3−Ca1.5-2.3−Cu2.5-3.3
−O9-11 Hg0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O4-6 Hg0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca0.5-1.2−Cu1.5-2.3
−O6-8 Hg0.5-1.2−Ba1.5-2.2−Ca2.5-3.2−Cu3.5-4.3
−O8-10 Hg−Sr−Ca−Cu−O系 Hg1.5-2.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O5-7 Hg1.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.3−Cu1.5-2.3
−O7-9 Hg1.5-2.2−Sr1.5-2.3−Ca1.5-2.3−Cu2.5-3.3
−O9-11 Hg0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3−O4-6 Hg0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.2−Cu1.5-2.3
−O6-8 Hg0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca2.5-3.2−Cu3.5-4.3
−O8-10 Hg−Ba−Sr−Ca−Cu−O系 Hg1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O5-7 Hg1.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca0.5-1.3
−Cu1.5-2.3−O7-9 Hg1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.3−Ca1.5-2.3
−Cu2.5-3.3−O9-11 Hg0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O4-6 Hg0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca0.5-1.2
−Cu1.5-2.3−O6-8 Hg0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca2.5-3.2
−Cu3.5-4.3−O8-10 x=0.1〜0.9 Hg−Pb−Sr−Ca−Cu−O系 (Hgy−Pb1-y)1.5-2.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O5-7 (Hgy−Pb1-y)1.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.3
−Cu1.5-2.3−O7-9 (Hgy−Pb1-y)1.5-2.2−Sr1.5-2.3−Ca1.5-2.3
−Cu2.5-3.3−O9-11 (Hgy−Pb1-y)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Cu0.5-1.3
−O4-6 (Hgy−Pb1-y)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca0.5-1.2
−Cu1.5-2.3−O6-8 (Hgy−Pb1-y)0.5-1.2−Sr1.5-2.2−Ca2.5-3.2
−Cu3.5-4.3−O8-10 y=0.1〜0.9 Hg−Pb−Ba−Sr−Ca−Cu−O系 (Hgy−Pb1-y)1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu
0.5-1.3−O5-7 (Hgy−Pb1-y)1.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
0.5-1.3−Cu1.5-2.3−O7-9 (Hgy−Pb1-y)1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.3−Ca
1.5-2.3−Cu2.5-3.3−O9-11 (Hgy−Pb1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu
0.5-1.3−O4-6 (Hgy−Pb1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
0.5-1.2−Cu1.5-2.3−O6-8 (Hgy−Pb1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
2.5-3.2−Cu3.5-4.3−O8-10 x=0.1〜0.9,y=0.1〜0.9 Hg−Tl−Ba−Ca−O系 (Hgy−Tl1-y)1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu
0.5-1.3−O5-7 (Hgy−Tl1-y)1.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
0.5-1.3−Cu1.5-2.3−O7-9 (Hgy−Tl1-y)1.5-2.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.3−Ca
1.5-2.3−Cu2.5-3.3−O9-11 (Hgy−Tl1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Cu
0.5-1.3−O4-6 (Hgy−Tl1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
0.5-1.2−Cu1.5-2.3−O6-8 (Hgy−Tl1-y)0.5-1.2−(Bax−Sr1-x)1.5-2.2−Ca
2.5-3.2−Cu3.5-4.3−O8-10 x=0〜1,y=0.1〜0.9 尚、水銀を含有する系においては、 該水銀サイトの一
部を、原子比で0.1〜0.5をレニウム(Re)に置換す
ることによって結晶相の合成が容易となり、 更に、臨
界磁界が向上するなどの利点がある。
[0066] Tl-Ba-Ca-Cu- O system Tl 1.5-2.2 -Ba 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 5-7 Tl 1.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3 -Cu 1.5- 2.3
-O 7-9 Tl 1.5-2.2 -Ba 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3
-O 9-11 Tl 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 4-6 Tl 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3
-O 6-8 Tl 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3
-O 8-10 Tl-Sr-Ca-Cu-O system Tl 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 5-7 Tl 1.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3 -Cu 1.5-2.3
-O 7-9 Tl 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3
-O 9-11 Tl 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 4-6 Tl 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3
-O 6-8 Tl 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3
-O 8-10 Tl-Ba-Sr-Ca-Cu-O system Tl 1.5-2.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 5-7 Tl 1.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3
-Cu 1.5-2.3 -O 7-9 Tl 1.5-2.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3
-Cu 2.5-3.3 -O 9-11 Tl 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 4-6 Tl 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2
-Cu 1.5-2.3 -O 6-8 Tl 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2
-Cu 3.5-4.3 -O 8-10 x = 0.1~0.9 Tl -Pb-Sr-Ca-Cu-O system (Tl y -Pb 1-y) 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 5-7 (Tl y -Pb 1- y) 1.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3
-Cu 1.5-2.3 -O 7-9 (Tl y -Pb 1-y) 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3
-Cu 2.5-3.3 -O 9-11 (Tl y -Pb 1-y) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 4-6 (Tl y -Pb 1- y) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2
-Cu 1.5-2.3 -O 6-8 (Tl y -Pb 1-y) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2
-Cu 3.5-4.3 -O 8-10 y = 0.1~0.9 Tl -Pb-Ba-Sr-Ca-Cu-O system (Tl y -Pb 1-y) 1.5-2.2 - (Ba x - Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Cu
0.5-1.3 -O 5-7 (Tl y -Pb 1 -y) 1.5-1.2 - (Ba x -Sr 1-x) 1.5-2.2 -Ca
0.5-1.3 -Cu 1.5-2.3 -O 7-9 (Tl y -Pb 1-y) 1.5-2.2 - (Ba x -Sr 1-x) 1.5-2.3 -Ca
1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3 -O 9-11 (Tl y -Pb 1-y) 0.5-1.2 - (Ba x -Sr 1-x) 1.5-2.2 -Cu
0.5-1.3 -O 4-6 (Tl y -Pb 1 -y) 0.5-1.2 - (Ba x -Sr 1-x) 1.5-2.2 -Ca
0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3 -O 6-8 (Tl y -Pb 1-y) 0.5-1.2 - (Ba x -Sr 1-x) 1.5-2.2 -Ca
2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3 -O 8-10 x = 0.1~0.9 , y = 0.1~0.9 Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O system (Bi y -Pb 1 -y ) 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 5-7 (B y -Pb 1-y ) 1.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3
-Cu 1.5-2.3 -O 7-9 (B y -Pb 1-y ) 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3
-Cu 2.5-3.3 -O 9-11 y = 0.1-0.9 Ln-Ba-Cu-O system Ln 1.5-2.3 -Cu 0.5-1.3 -O 4-6 Ln 0.5-1.3 -Ba 1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3 -O 6-8 Ln: Y, Sc, La, Ac, Ce, Pr, Nd, P
m, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu Ln-Sr-Cu-O system Ln 0.5-1.3 -Sr 1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3 -O 6-8 Ln: Y, Sc, La, Ac, Ce, Pr, Nd, P
m, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu Bi-Sr-Y-Cu-O -based (Bi 1-x -Cu x) -Sr 2 - (Y 1-y - Cu y ) Cu 2 -O
6-8 x = 0.1-0.9, y = 0.1-0.9 Ba-Ca-Cu-O system Cu 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 4-6 Cu 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3 -
O 6-8 Cu 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3
-O 8-10 (Ag x , Cu 1-x ) 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
−O 4-6 (Ag x , Cu 1-x ) 0.5-1.2 −−Ba 1.5-2.2 −Ca
0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3 -O 6-8 (Ag x , Cu 1-x ) 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2
-Cu 3.5-4.3 -O 8-10 x = 0~1 Sr -Ca-Cu-O -based Cu 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 4-6 Cu 0.5-1.2 -Sr 1.5- 2.2 -Ca 0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3
-O 6-8 Cu 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3
-O 8-10 (Ag x , Cu 1-x ) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 4-6 (Ag x , Cu 1-x ) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2
-Cu 1.5-2.3 -O 6-8 (Ag x , Cu 1-x ) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2
-Cu 3.5-4.3 -O 8-10 x = 0 to 1 Hg-Ba-Ca-Cu-O system Hg 1.5-2.2 -Ba 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 5-7 Hg 1.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3 -Cu 1.5-2.3
-O 7-9 Hg 1.5-2.2 -Ba 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3
-O 9-11 Hg 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 4-6 Hg 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3
-O 6-8 Hg 0.5-1.2 -Ba 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3
-O 8-10 Hg-Sr-Ca-Cu-O system Hg 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 5-7 Hg 1.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3 -Cu 1.5-2.3
-O 7-9 Hg 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3
-O 9-11 Hg 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3 -O 4-6 Hg 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3
-O 6-8 Hg 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3
-O 8-10 Hg-Ba-Sr- Ca-Cu-O -based Hg 1.5-2.2 - (Ba x -Sr 1 -x) 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 5-7 Hg 1.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3
-Cu 1.5-2.3 -O 7-9 Hg 1.5-2.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3
-Cu 2.5-3.3 -O 9-11 Hg 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 4-6 Hg 0.5-1.2 - (Ba x -Sr 1-x) 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2
-Cu 1.5-2.3 -O 6-8 Hg 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2
-Cu 3.5-4.3 -O 8-10 x = 0.1~0.9 Hg -Pb-Sr-Ca-Cu-O system (Hg y -Pb 1-y) 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 5-7 (Hg y -Pb 1- y) 1.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.3
-Cu 1.5-2.3 -O 7-9 (Hg y -Pb 1-y) 1.5-2.2 -Sr 1.5-2.3 -Ca 1.5-2.3
-Cu 2.5-3.3 -O 9-11 (Hg y -Pb 1-y) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Cu 0.5-1.3
-O 4-6 (Hg y -Pb 1-y ) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 0.5-1.2
-Cu 1.5-2.3 -O 6-8 (Hg y -Pb 1-y ) 0.5-1.2 -Sr 1.5-2.2 -Ca 2.5-3.2
-Cu 3.5-4.3 -O 8-10 y = 0.1 to 0.9 Hg-Pb-Ba-Sr-Ca-Cu-O (Hg y -Pb 1-y ) 1.5-2.2- (Ba x- Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Cu
0.5-1.3 −O 5-7 (Hg y −Pb 1-y ) 1.5-1.2 − (Ba x −Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Ca
0.5-1.3 -Cu 1.5-2.3 -O 7-9 (Hg y -Pb 1-y ) 1.5-2.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.3 -Ca
1.5-2.3 -Cu 2.5-3.3 -O 9-11 (Hg y -Pb 1-y ) 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Cu
0.5-1.3 −O 4-6 (Hg y −Pb 1-y ) 0.5-1.2 − (Ba x −Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Ca
0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3 -O 6-8 (Hg y -Pb 1-y ) 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Ca
2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3 -O 8-10 x = 0.1 to 0.9, y = 0.1 to 0.9 Hg-Tl-Ba-Ca-O system (Hg y -Tl 1-y ) 1.5-2.2 − (Ba x −Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Cu
0.5-1.3 −O 5-7 (Hg y −Tl 1-y ) 1.5-1.2 − (Ba x −Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Ca
0.5-1.3 -Cu 1.5-2.3 -O 7-9 (Hg y -Tl 1-y ) 1.5-2.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.3 -Ca
1.5-2.3 −Cu 2.5-3.3 −O 9-11 (Hg y −Tl 1-y ) 0.5-1.2 − (Ba x −Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Cu
0.5-1.3 −O 4-6 (Hg y −Tl 1-y ) 0.5-1.2 − (Ba x −Sr 1-x ) 1.5-2.2 −Ca
0.5-1.2 -Cu 1.5-2.3 -O 6-8 (Hg y -Tl 1-y ) 0.5-1.2- (Ba x -Sr 1-x ) 1.5-2.2 -Ca
2.5-3.2 -Cu 3.5-4.3 -O 8-10 x = 0, y = 0.1-0.9 In a system containing mercury, a part of the mercury site is reduced to 0 in atomic ratio. Substitution of .1 to 0.5 with rhenium (Re) facilitates the synthesis of the crystal phase, and further has the advantage of improving the critical magnetic field.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明による部分溶融熱処理後に所望の
冷却システムを形成することにより、接続や歪みといっ
た製作性の課題を克服でき、永久電流モード運転を安定
して行うことができる酸化物系超電導マグネットシステ
ムを提供できるという効果がある。また、本発明による
酸化物系超電導マグネットシステムを用いた磁場発生装
置を、分析装置,核磁気共鳴分析装置,強磁場発生装
置,磁気分離装置,超電導エネルギー貯蔵装置などの磁
場発生装置として適用することで、実用上有用なシステ
ムを構築することができ、広く社会に貢献するという効
果もある。
According to the present invention, by forming a desired cooling system after the partial melting heat treatment according to the present invention, it is possible to overcome the manufacturability problems such as connection and distortion and to stably perform the persistent current mode operation. There is an effect that a magnet system can be provided. In addition, the magnetic field generator using the oxide superconducting magnet system according to the present invention is applied as a magnetic field generator such as an analyzer, a nuclear magnetic resonance analyzer, a strong magnetic field generator, a magnetic separator, a superconducting energy storage device, and the like. Therefore, it is possible to construct a practically useful system, and there is also an effect of widely contributing to society.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による一実施例の超電導マグネットシス
テムを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a superconducting magnet system according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明による第2実施例の超電導マグネットシ
ステムを示す図である。
FIG. 2 is a view showing a superconducting magnet system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明による第3実施例の超電導マグネットシ
ステムを示す図である。
FIG. 3 is a view showing a third embodiment of a superconducting magnet system according to the present invention.

【図4】本発明による第4実施例の超電導マグネットシ
ステムを示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a superconducting magnet system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明による第5実施例の超電導マグネットシ
ステムを示す図である。
FIG. 5 is a view showing a superconducting magnet system according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】従来例の超電導マグネットシステムを説明する
図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional superconducting magnet system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超電導マグネット、1a,4a…端部、2,9…ク
ライオスタット、3,10…冷媒、4…永久電流スイッ
チ、5…ヒータ(マンガニンヒータ線)、6,17…電流
リード、7…接続部、8…銅電流リード、11,12…
タンク、13,19…蓄熱式冷凍機、14,20…第二
の冷却ステージ、15…低温端、16,21…第一の冷
却ステージ、18,22…熱シールド、23…冷媒配
管。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Superconducting magnet, 1a, 4a ... End part, 2, 9 ... Cryostat, 3, 10 ... Refrigerant, 4 ... Permanent current switch, 5 ... Heater (manganin heater wire), 6, 17 ... Current lead, 7 ... Connection part , 8 ... Copper current lead, 11, 12 ...
Tanks 13, 19: regenerative refrigerator, 14, 20: second cooling stage, 15: low-temperature end, 16, 21: first cooling stage, 18, 22: heat shield, 23: refrigerant pipe.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】それぞれが酸化物系超電導材からなって酸
化物系超電導永久電流マグネットを構成する、超電導マ
グネット部と、永久電流スイッチ部と、該超電導マグネ
ット部及び該永久電流スイッチ部を超電導接続する電流
リード部とを、所定の形状及び配置にて予め成型し、か
つ、前記各部間の接続端同士を接続部にて当接し、同時
に部分溶融凝固熱処理して前記接続部を含む前記各部を
超電導体とした後に、当該酸化物系超電導永久電流マグ
ネットの運転に必要な所定構成の冷却システムを形成す
ることを特徴とする酸化物系超電導マグネットシステム
の製造方法。
1. A superconducting magnet portion, a permanent current switch portion, and a superconducting connection between the superconducting magnet portion and the permanent current switch portion, each comprising an oxide superconducting material to form an oxide superconducting permanent current magnet. And the current lead portion to be molded in a predetermined shape and arrangement in advance, and abutting the connection ends between the respective portions at the connection portion, and simultaneously performing partial melting and solidification heat treatment on the respective portions including the connection portion. A method for manufacturing an oxide-based superconducting magnet system, comprising forming a cooling system having a predetermined configuration necessary for operating the oxide-based superconducting permanent current magnet after forming the superconductor.
【請求項2】請求項1において、前記所定構成の冷却シ
ステムは、前記永久電流スイッチ部及び前記超電導マグ
ネット部を各々熱的に独立している各クライオスタット
内に設置し、前記各クライオスタット内に供給する冷媒
によって前記両部を個別に浸漬冷却可能とするものであ
ることを特徴とする酸化物系超電導マグネットシステム
の製造方法。
2. The cooling system according to claim 1, wherein the cooling system having the predetermined configuration includes the permanent current switch section and the superconducting magnet section installed in each of the thermally independent cryostats, and supplies the permanent current switch section and the superconducting magnet section to the respective cryostats. Wherein the two parts can be individually immersed and cooled by a cooling medium.
【請求項3】請求項1において、前記所定構成の冷却シ
ステムは、前記永久電流スイッチ部を断熱的に内包した
スイッチ部クライオスタットと前記超電導マグネット部
とを断熱的に内包するクライオスタット内に設置し、 前記永久電流スイッチ部を、前記スイッチ部クライオス
タット内に供給する冷媒によって浸漬冷却し、かつ、前
記超電導マグネット部を、冷媒によって浸漬冷却するか
または蓄熱式冷凍機によって所望の温度に冷却保持する
ものであることを特徴とする酸化物系超電導マグネット
システムの製造方法。
3. The cooling system according to claim 1, wherein the cooling system having the predetermined configuration is installed in a cryostat that adiabatically includes the switch section cryostat including the permanent current switch section adiabatically and the superconducting magnet section. The permanent current switch section is immersed and cooled by a refrigerant supplied into the switch section cryostat, and the superconducting magnet section is immersed and cooled by a refrigerant or cooled and held at a desired temperature by a regenerative refrigerator. A method for manufacturing an oxide-based superconducting magnet system.
【請求項4】請求項1において、前記所定構成の冷却シ
ステムは、前記永久電流スイッチ部及び前記超電導マグ
ネット部を断熱的に内包するクライオスタット内に設置
し、 前記永久電流スイッチ部を、蓄熱式冷凍機によって所望
の温度に冷却保持し、かつ、前記超電導マグネット部
を、冷媒によって浸漬冷却するかまたは蓄熱式冷凍機に
よって所望の温度に冷却保持するものであることを特徴
とする酸化物系超電導マグネットシステムの製造方法。
4. The cooling system according to claim 1, wherein the cooling system having the predetermined configuration is installed in a cryostat that adiabatically includes the permanent current switch section and the superconducting magnet section. An oxide superconducting magnet characterized in that the superconducting magnet portion is cooled and held at a desired temperature by a machine, and the superconducting magnet portion is immersed and cooled by a refrigerant or cooled and held at a desired temperature by a regenerative refrigerator. System manufacturing method.
【請求項5】請求項1ないし請求項4のいずれか1項に
おいて、前記永久電流スイッチ部を冷却する前記所定構
成の冷却システムは、当該永久電流スイッチ部の冷却速
度を促進する補助冷却手段を有することを特徴とする酸
化物系超電導マグネットシステムの製造方法。
5. The cooling system according to claim 1, wherein the cooling system having a predetermined configuration for cooling the permanent current switch unit includes an auxiliary cooling unit for accelerating a cooling speed of the permanent current switch unit. A method for manufacturing an oxide-based superconducting magnet system, comprising:
【請求項6】請求項1において、前記接続部は、前記冷
却システムの一部に支持されるよう配設されることを特
徴とする酸化物系超電導マグネットシステムの製造方
法。
6. The method according to claim 1, wherein the connecting portion is provided so as to be supported by a part of the cooling system.
【請求項7】請求項3または請求項4のいずれか1項に
おいて、前記蓄熱式冷凍機は、GM式またはパルス管式
冷凍機であることを特徴とする酸化物系超電導マグネッ
トシステムの製造方法。
7. A method for manufacturing an oxide-based superconducting magnet system according to claim 3, wherein said regenerative refrigerator is a GM type or pulse tube refrigerator. .
【請求項8】請求項1ないし請求項7のいずれか1項記
載の酸化物系超電導マグネットシステムの製造方法を用
いて作製したことを特徴とする酸化物系超電導マグネッ
トシステム。
8. An oxide-based superconducting magnet system manufactured by using the method for manufacturing an oxide-based superconducting magnet system according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】超電導マグネット部,永久電流スイッチ
部,該超電導マグネット部及び該永久電流スイッチ部と
を超電導接続する電流リード部の各部を、酸化物系超電
導線材で構成し、該各酸化物系超電導線材を超電導化す
る部分溶融熱処理前に、所望の配置及び形状にて予め成
型し、該成型状態のままで前記各部間を接続する接続部
にて前記酸化物系超電導線材の端部同士を突き合わせ、
その後に、前記接続部を含む前記各部を同時に部分溶融
凝固熱処理して超電導体とした永久電流マグネットを有
することを特徴とする酸化物系超電導マグネットシステ
ム。
9. A superconducting magnet section, a permanent current switch section, and a current lead section for superconducting connection between the superconducting magnet section and the permanent current switch section are each made of an oxide superconducting wire, and Before the partial melting heat treatment for superconducting the superconducting wire, it is pre-molded in a desired arrangement and shape, and ends of the oxide-based superconducting wire are connected with each other at the connecting portion connecting the respective portions in the molded state. Match,
An oxide-based superconducting magnet system, further comprising: a permanent current magnet which is a part of a superconductor obtained by partially melting and solidifying the respective parts including the connection part at the same time.
【請求項10】請求項8または請求項9記載の酸化物系
超電導マグネットシステムを用いた超電導磁場発生装
置。
10. A superconducting magnetic field generator using the oxide superconducting magnet system according to claim 8.
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