JPH11144938A

JPH11144938A - 電流リード装置および冷凍機冷却型超電導マグネット

Info

Publication number: JPH11144938A
Application number: JP30728697A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shimohata; 賢司下畑
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、輻射シールドと常温部との間の
リード部位でのジュール発熱を抑えて、超電導コイルへ
の熱侵入を低減する電流リード装置および冷凍機冷却型
超電導マグネットを得る。【解決手段】電流リードは、超電導コイル２と輻射シ
ールド２０との間の酸化物系超電導体リード１１と輻射
シールド２０と常温部との間の複合材リード１５とから
構成されている。そして、複合材リード１５は、銅１６
とＢｉ系の酸化物系超電導体のバルク材からなる高温超
電導バルク材１７とを重ね合わせ、両者を半田により接
合して作製されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、超電導コイルを
冷凍機によって冷却する冷凍機冷却型超電導マグネット
およびそれに用いる電流リード装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図４は例えば特開平７−１４２７７１号
公報に記載された従来の電流リード装置を組み込んだ超
電導マグネット装置の要部を示す模式的構成図である。
図において、断熱容器１は内部が真空引きされている。
この断熱容器１内には、超電導コイル２が冷凍機３によ
って直接冷却されるように配置されている。また、この
断熱容器１内には、超電導コイル２を囲繞するように輻
射シールド１４が配置されている。冷凍機３は、例えば
ギフォード・マクマホン型の冷凍機によって構成されて
いる。この冷凍機３は、５０Ｋ程度に冷却される高温ス
テージ４と、４Ｋ程度に冷却される低温ステージ５とを
備えている。そして、超電導コイル２は低温ステージ５
に対して窒化アルミニウム等の熱伝導率のよい絶縁材６
を介して熱的に接続されている。また、輻射シールド１
４は高温ステージ４に対して熱伝導率のよい銅等を介し
て熱的に接続されている。

【０００３】超電導コイル２の両線端は、それぞれ銅や
アルミニウム等の常電導体で作製された金属リード７の
一端側に接続されている。これらの金属リード７の他端
側は、それぞれ銅やアルミニウム等の低抵抗金属ブロッ
クで作製された接続端子８に接続されている。これらの
接続端子８は、それぞれ超電導材で作製された接続具９
および銅やアルミニウム等の低抵抗金属ブロックで作製
された接続端子１０を介して、Ｙ系、Ｂｉ系、Ｔｌ系、
Ｈｇ系等で作製された臨界温度が８０Ｋ以上の酸化物系
超電導体リード１１の一端側に接続されている。これら
の酸化物系超電導体リード１１の他端側は、それぞれ銅
やアルミニウム等の低抵抗金属ブロックで作製された接
続端子１２を介して銅やアルミニウム等の低抵抗金属材
料で作製された金属リード１３の一端側に接続されてい
る。そして、金属リード１３の一端側は、それぞれ窒化
アルミニウム等の熱伝導率のよい絶縁材を介して熱的に
接続されている。さらに、金属リード１３は、それぞれ
輻射シールド１４を絶縁状態に貫通し、さらに断熱容器
１の壁を絶縁状態に、かつ、気密に貫通して、他端側を
外部に導かれている。

【０００４】このように構成された超電導マグネット装
置において、冷凍機３を動作開始させると、高温ステー
ジ４および低温ステージ５が、これらに熱的に接続され
ている要素の顕熱を奪いながら徐々に温度低下する。そ
して、最終的に高温ステージ４が５０Ｋ程度に、低温ス
テージ５が４Ｋ程度となる。従って、超電導コイル２は
臨界温度以下、つまり４Ｋ程度に保たれる。金属リード
７は、超電導コイル２に接続されているので、４Ｋ程度
に保たれ、これに伴って接続端子７、接続具９、接続端
子１０および酸化物系超電導体リード１１の下端部も４
Ｋ程度に保たれる。従って、接続具９を構成している超
電導体も臨界温度以下の温度に保たれる。一方、酸化物
系超電導体リード１１の上端部は、接続端子１２および
金属リード１３を介して冷凍機３の高温ステージ４に熱
的に接続されている。このため、酸化物系超電導体リー
ド１１の上端部は５０Ｋ程度に保たれるので、酸化物系
超電導体リード１１の全体が臨界温度以下の温度に保た
れる。

【０００５】そして、励磁時には、常温部から金属リー
ド１３、接続端子１２、酸化物系超電導体リード１１、
接続端子１０、接続具９、接続端子８および金属リード
７を介して超電導コイル２に電流が供給される。この
時、酸化物系超電導体リード１１は臨界温度以下の温度
に保たれるので、この酸化物系超電導体リード１１に熱
侵入遮蔽機能を発揮させることができる。また、接続具
９を構成している超電導体も臨界温度以下に保たれるの
で、この接続具９においてジュール熱が発生するような
こともない。

【０００６】ここで、ＮｂＴｉ線材、Ｎｂ₃Ｓｎ線材、
Ｎｂ₃Ａｌ線材等の金属系超電導体で作製された超電導
コイルは、安価であるが、臨界温度が１０Ｋ程度であ
る。そこで、金属系超電導体で作製された超電導コイル
を組み込んだ冷凍機冷却型超電導マグネットでは、超電
導コイルの温度マージンが小さく、超電導コイルの温度
上昇は許されない。しかし、１０Ｋ以下では、冷凍機３
の能力が小さいので、わずかな熱侵入でも超電導コイル
の温度が上昇してしまうことから、熱侵入を抑える対策
が必要となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の電流リード装置
は以上のように、一端側を冷凍機３の高温ステージ４に
熱的に接続されている金属リード１３が、その他端側を
断熱容器１の壁を絶縁状態に、かつ、気密に貫通して外
部（常温部）に導かれているので、通電時に、この金属
リード１３においてジュール熱が発生してしまうという
課題があった。また、従来の電流リード装置を組み込ん
だ冷凍機冷却型超電導マグネットにおいては、電流リー
ド装置の金属リード１３での発熱により輻射シールド１
４の温度が上昇してしまうので、超電導コイル２への熱
侵入が増加し、超電導コイル２の温度が上昇してしまう
とともに、冷凍機３の高温ステージ４の温度が上昇し
て、低温ステージ５の冷凍能力が低下し、超電導コイル
２の温度が上昇してしまうという課題があった。そのた
め、温度マージンの小さいＮｂＴｉ線材、Ｎｂ₃Ｓｎ線
材、Ｎｂ₃Ａｌ線材等の金属系超電導体で作製された超
電導コイルの冷凍機冷却型超電導マグネットへの適用が
困難であった。

【０００８】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、冷凍機の高温ステージと常温部
との間の電流リード部位における通電時のジュール熱の
発生を抑えて、輻射シールドの温度上昇および超電導コ
イルへの熱侵入を抑制できる電流リード装置およびそれ
を組み込んだ冷凍機冷却型超電導マグネットを得ること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電流リー
ド装置は、超電導コイルが内部を真空とする断熱容器内
に配置され、輻射シールドが該超電導コイルを囲繞する
ように該断熱容器内に配置され、冷凍機がその低温ステ
ージを該超電導コイルに熱的に接続され、かつ、その高
温ステージを該輻射シールドに熱的に接続されるように
配置された超電導マグネットに組み込まれる電流リード
装置であって、一端がそれぞれ上記上記超電導コイルの
両線端に接続され、上記輻射シールドを絶縁状態で、か
つ、熱的に接続状態で貫通し、さらに上記断熱容器を絶
縁状態で、かつ、気密に貫通して他端が外部に延出され
た一対の電流リードを備え、上記一対の電流リードのそ
れぞれの上記輻射シールドと外部との間の部位が、金属
と上記高温ステージで冷却された上記輻射シールドの温
度以上の臨界温度を有する高温超電導材との複合材で構
成されているものである。

【００１０】また、上記高温超電導材は、酸化物系超電
導体のバルク材である。

【００１１】また、上記高温超電導材は、銀もしくは銀
合金と酸化物系超電導体とが複合された銀もしくは銀合
金シース超電導線材である。

【００１２】また、上記金属と高温超電導材との複合材
は、銀もしくは銀合金と酸化物系超電導体とが複合され
た銀もしくは銀合金シース超電導線材である。

【００１３】また、発明に係る冷凍機冷却型超電導マグ
ネットは、内部を真空とする断熱容器と、該断熱容器内
に配置された超電導コイルと、該超電導コイルを囲繞す
るように上記断熱容器内に配置された輻射シールドと、
低温ステージを上記超電導コイルに熱的に接続され、高
温ステージを上記輻射シールドに熱的に接続されるよう
に配置された冷凍機と、一端がそれぞれ上記上記超電導
コイルの両線端に接続され、上記輻射シールドを絶縁状
態で貫通し、さらに上記断熱容器を絶縁状態で、かつ、
気密に貫通して他端が外部に延出された一対の電流リー
ドとを備えた冷凍機冷却型超電導マグネットであって、
上記一対の電流リードは上記輻射シールドと外部との間
の部位が金属と高温超電導材との複合材料で構成され、
かつ、上記超電導コイルは金属系超電導線材で作製され
ているものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る電
流リード装置を組み込んだ冷凍機冷却型超電導マグネッ
トを示す模式的構成図である。図において、断熱容器１
は内部が真空引きされている。この断熱容器１内には、
ＮｂＴｉ線材、Ｎｂ₃Ｓｎ線材、Ｎｂ₃Ａｌ線材等のよう
に臨界温度が１０Ｋ程度の金属系超電導体で作製された
超電導コイル２が冷凍機３によって直接冷却されるよう
に配置されている。また、この断熱容器１内には、超電
導コイル２を囲繞するように輻射シールド２０が配置さ
れている。冷凍機３は、例えばギフォード・マクマホン
型の冷凍機によって構成されている。この冷凍機３は、
５０Ｋ程度に冷却される高温ステージ４と、４Ｋ程度に
冷却される低温ステージ５とを備えている。そして、超
電導コイル２は低温ステージ５に対して窒化アルミニウ
ム等の熱伝導率のよい絶縁材を介して熱的に接続されて
いる。また、輻射シールド２０は高温ステージ４に対し
て熱伝導率のよい銅等を介して熱的に接続されている。

【００１５】超電導コイル２の両線端は、それぞれＹ
系、Ｂｉ系、Ｔｌ系、Ｈｇ系等で作製された臨界温度が
８０Ｋ以上の酸化物系超電導体リード１１の一端側に接
続されている。これらの酸化物系超電導体リード１１の
他端側は、それぞれ複合材リード１５の一端側に接続さ
れている。そして、複合材リード１５は、それぞれ断熱
容器１の壁を絶縁状態に、かつ、気密に貫通して、他端
側を外部に導かれている。さらに、断熱容器１から突出
した各複合材リード１５の端部には、電極１８が配設さ
れている。この複合材リード１５は、長尺の銅１６とＢ
ｉ系２２２３相超電導体のバルク材からなる高温超電導
材としての長尺の高温超電導バルク材１７とを重ね合わ
せ、両者を半田で接合してなる複合材料で作製されてい
る。そして、複合材リード１５と酸化物系超電導体リー
ド１１とは、例えば半田で接続され、その接続部もしく
は接続部近傍で輻射シールド２０を絶縁状態で、かつ、
熱的に接続状態で貫通している。なお、このＢｉ系２２
２３相超電導体のバルク材からなる高温超電導バルク材
１７の臨界温度は１１０Ｋである。ここで、電流リード
装置は、それぞれ酸化物系超電導体リード１１と複合材
リード１５とが直列に接続された一対の電流リードを備
えている。

【００１６】このように構成された超電導マグネット装
置において、冷凍機３を動作開始させると、高温ステー
ジ４および低温ステージ５が、これらに熱的に接続され
ている要素の顕熱を奪いながら徐々に温度低下する。そ
して、最終的に高温ステージ４が５０Ｋ程度に、低温ス
テージ５が４Ｋ程度となる。従って、超電導コイル２は
臨界温度以下、つまり４Ｋ程度に保たれる。酸化物系超
電導体リード１１は、超電導コイル２に接続されている
ので、その下端側が４Ｋ程度に保たれる。一方、酸化物
系超電導体リード１１の上端部は、輻射シールド２０と
熱的に接続されているので、その上端側が５０Ｋ程度に
保たれる。このため、酸化物系超電導体リード１１の全
体が臨界温度以下の温度に保たれる。また、複合材リー
ド１５の下端部は、輻射シールド２０と熱的に接続され
ているので、その下端側が５０Ｋ程度に保たれる。一
方、複合材リード１５の上端部は、常温部に露出してい
るので、複合材リード１５は長さ方向に５０Ｋから常温
までの温度勾配を有することになる。

【００１７】そして、励磁時には、常温部から複合材リ
ード１５および酸化物系超電導体リード１１を介して超
電導コイル２に電流が供給される。この時、酸化物系超
電導体リード１１は臨界温度以下の温度に保たれるの
で、この酸化物系超電導体リード１１に熱侵入遮蔽機能
を発揮させることができる。また、複合材リード１５
は、長さ方向において５０Ｋから常温に至る温度勾配を
有しているので、高温超電導バルク材１７の臨界温度
（１１０Ｋ）以上の温度領域では、電流は銅１６を流
れ、高温超電導バルク材１７の臨界温度（１１０Ｋ）以
下の温度領域では、電流の一部または全部が高温超電導
バルク材１７を流れることになる。そこで、リードが銅
等の金属材料のみで構成される場合に比べ、通電時の複
合材リード１５におけるジュール熱の発生が著しく低減
される。

【００１８】このように、この実施の形態１によれば、
輻射シールド２０と外部との間に配置された複合材リー
ド１５が、長尺の銅１６とＢｉ系２２２３相超電導体の
バルク材からなる長尺の高温超電導バルク材１７とを重
ね合わせ、両者を半田で接合してなる複合材料で作製さ
れている。そして、高温超電導バルク材１７の臨界温度
が冷凍機３の高温ステージ４により冷却された輻射シー
ルド２０の温度（５０Ｋ）より高くなっている。そこ
で、複合材リード１５の高温超電導バルク材１７の臨界
温度（１１０Ｋ）以下の温度領域では、電流の一部また
は全部が高温超電導バルク材１７を流れることになり、
通電時のジュール熱の発生が著しく低減される。従っ
て、通電時の複合材リード１５での発熱に起因する輻射
シールド２０の温度上昇が極めて小さくなり、超電導コ
イル２への熱侵入の増加が抑えられ、超電導コイル２の
温度上昇を抑えることができる電流リード装置が得られ
る。また、輻射シールド２０の温度上昇に起因する低温
ステージ５の冷凍能力の低下が抑えられるので、その点
からも超電導コイル２の温度上昇を抑えることができる
電流リード装置が得られる。

【００１９】また、長尺の銅１６とＢｉ系２２２３相超
電導体のバルク材からなる長尺の高温超電導バルク材１
７とを重ね合わせ、両者を半田で接合してなる複合材料
で作製された複合材リード１５を輻射シールド２０と外
部との間の電流リード部位に用い、超電導コイル２の温
度上昇を抑えているので、超電導コイル２として安価で
はあるが温度マージンの小さいＮｂＴｉ線材、Ｎｂ₃Ｓ
ｎ線材、Ｎｂ₃Ａｌ線材等の金属系超電導体で作製され
た超電導コイルを採用でき、安価な冷凍機冷却型超電導
マグネットが得られる。また、複合材リード１５での発
熱が低減できるので、運転電流の高い冷凍機冷却型超電
導マグネットが得られる。

【００２０】なお、上記実施の形態１では、長尺の銅１
６とＢｉ系２２２３相超電導体のバルク材からなる高温
超電導バルク材１７とを重ね合わせ、両者を半田で接合
してなる複合材料で複合材リード１５を作製するものと
しているが、複合材料を構成する金属として銅に限ら
ず、銅合金、銀、銀合金、ステンレス等の金属を用いる
ことができる。また、上記実施の形態１では、銅１６と
高温超電導バルク材１７とを重ね合わせ、両者を半田で
接合して複合材料を作製するものとしているが、高温超
電導バルク材１７の表面に銀や銀合金を配置し、熱処理
で一体化して複合材料を作製してもよい。この場合、半
田接合時の抵抗が減少され、高温超電導バルク材１７と
銀や銀合金との間の電流の乗り移りを容易にできる複合
材料が得られる。

【００２１】また、上記実施の形態１では、高温超電導
バルク材１７として、Ｂｉ系２２２３相超電導体を用い
るものとしているが、高温超電導バルク材１７は、Ｂｉ
系２２２３相超電導体に限らず、冷凍機３の高温ステー
ジ４により冷却された輻射シールド２０の温度（５０
Ｋ）以上の臨界温度を有していればよく、Ｂｉ系２２１
２相、Ｙ系、Ｈｇ系、Ｔｌ系の超電導体（酸化物系超電
導体）を用いることができる。さらには、それらの超電
導体を温度領域により組み合わせて用いることもでき
る。また、上記実施の形態１では、輻射シールド２０と
超電導コイル２との間の電流リード部位を酸化物系超電
導体リード１１のみで構成するものとしているが、輻射
シールド２０と超電導コイル２との間の電流リード部位
は酸化物系超電導体リード１１のみで構成するものに限
らず、例えば図４に示された従来の電流リード装置にお
ける接続端子１２、酸化物系超電導体リード１１、接続
端子１０、接続具９、接続端子８および金属リード７で
構成されるものも使用することができる。

【００２２】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２に係る電流リード装置を組み込んだ冷凍機冷却型超
電導マグネットの要部を示す模式的構成図である。図に
おいて、複合材リード２１は、一端が酸化物系超電導体
リード１１に接続され、断熱容器１の壁を絶縁状態に、
かつ、気密に貫通して、他端側を外部に導かれている。
この複合材リード２１は、銀とＢｉ２２２３相超電導体
とが複合された高温超電導材としての銀シース超電導線
材１９を長尺の銅１６の一端側（輻射シールド２０側）
に重ね合わせ、両者を半田で接合してなる複合材料で作
製されている。そして、銀シース超電導線材１９は、Ｂ
ｉ２２２３相超電導体の臨界温度（１１０Ｋ）以下の複
合材リード２１の温度領域を少なくともカバーするよう
に配置されている。さらに、銀シース超電導線材１９の
配置領域においては、銅１６の断面積を減少させてい
る。なお、この実施の形態２は、複合材リード１５に代
えて、複合材リード２１を用いている点を除いて、上記
実施の形態１と同様に構成されている。

【００２３】ここで、銀シース超電導線材１９に用いら
れる銀とＢｉ２２２３相超電導体とが複合された超電導
線材は、一般に、Ｂｉ２２２３相超電導体の原料粉末の
焼成および粉砕、安定化材（銀）への粉末の充填、塑性
加工並びに焼結のプロセスを経てテープ状に製造され
る。あるいは、銀基盤にＢｉ２２２３相超電導体を塗布
してテープ状に製造される。銀シース超電導線材１９
は、このようにして製造されたテープ状の超電導線材を
複数枚積層し、例えば一枚毎テープ面を半田付けで接合
して作製される。そして、超電導体としては、Ｂｉ２２
２３相超電導体に限らず、Ｂｉ系２２１２相、Ｙ系、Ｈ
ｇ系、Ｔｌ系の酸化物系超電導体を用いることができ
る。また、シース材としては、銀に限らず、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ｐｔ、Ｍｎ、Ｓｂ等を微量添加した熱伝導率の低い
銀合金を用いることができる。この時、添加元素が酸化
物系超電導体に移行し、組成ずれを引き起こして超電導
特性を劣化させる恐れがあるので、銀合金の表面に酸化
物系超電導体との反応を防止するバリア層を設けてもよ
い。

【００２４】この実施の形態２では、銀シース超電導線
材１９の臨界温度（１１０Ｋ）以上の温度領域では、電
流は銅１６および銀シース超電導線材１９の銀シース部
を流れ、銀シース超電導線材１９の臨界温度（１１０
Ｋ）以下の温度領域では、電流の一部または全部がＢｉ
２２２３相超電導体を流れることになる。そこで、リー
ドが銅等の金属材料のみで構成される場合に比べ、通電
時の複合材リード２１におけるジュール熱の発生が著し
く低減され、上記実施の形態１と同様の効果が得られ
る。また、この複合材リード２１は、銀シース超電導線
材１９を配置した部位の銅１６の断面積が減少されてい
るので、銀シース超電導線材１９を配置したことに起因
する非通電時の熱侵入の増加が抑えられる。つまり、銀
シース超電導線材１９を配置したことにより、銀シース
部を介しての熱侵入が増加するが、銅１６の断面積を減
少させて、その分銅１６を介しての熱侵入を低減させて
いるので、全体として複合材リード２１を介しての熱侵
入の増加が抑えられる。また、銀シースＢｉ２２２３相
超電導線材の臨界電流密度は、Ｂｉ２２２３相超電導バ
ルク材の臨界電流密度より高いので、超電導材料を削減
でき、低価格化が図られる。

【００２５】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３に係る電流リード装置を組み込んだ冷凍機冷却型超
電導マグネットの要部を示す模式的構成図である。図に
おいて、複合材リード２２は、一端が酸化物系超電導体
リード１１に接続され、断熱容器１の壁を絶縁状態に、
かつ、気密に貫通して、他端側を外部に導かれている。
この複合材リード２２は、銀とＢｉ２２２３相超電導体
との複合材である銀シースＢｉ２２２３相超電導線材を
用いている。この銀シースＢｉ２２２３相超電導線材は
上記実施の形態２における銀シース超電導線材１９と同
様に構成されている。なお、この実施の形態３は、複合
材リード１５に代えて、複合材リード２２を用いている
点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されてい
る。

【００２６】この実施の形態３では、複合材リード２２
のＢｉ２２２３相超電導体の臨界温度（１１０Ｋ）以上
の温度領域では、電流は複合材リード２２の銀シース部
を流れ、Ｂｉ２２２３相超電導体の臨界温度（１１０
Ｋ）以下の温度領域では、電流の一部または全部がＢｉ
２２２３相超電導体を流れることになる。そこで、リー
ドが銅等の金属材料のみで構成される場合に比べ、通電
時の複合材リード２２におけるジュール熱の発生が著し
く低減され、上記実施の形態１と同様の効果が得られ
る。また、銀シース超電導線材は、高い臨界電流を有す
るものが容易に得られる。高い臨界電流を有する線材で
あれば、銀の断面積を小さくしても発熱しないため、熱
侵入量は、同量の電流を流すことができる銅線よりもは
るかに小さくできる。また、複合材リード２２は、銀シ
ースＢｉ２２２３相超電導線材で構成されているので、
金属と高温超電導体との半田などによる接合が不要とな
り、施工が簡単になるとともに、低価格化が図られる。
なお、銀シースＢｉ２２２３相超電導線材の枚数を変え
る等して、複合材リード２２の断面積を高温側（常温
側）で大きくし、低温側（輻射シース２０側）で小さく
することもできる。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２８】この発明によれば、超電導コイルが内部を
真空とする断熱容器内に配置され、輻射シールドが該超
電導コイルを囲繞するように該断熱容器内に配置され、
冷凍機がその低温ステージを該超電導コイルに熱的に接
続され、かつ、その高温ステージを該輻射シールドに熱
的に接続されるように配置された超電導マグネットに組
み込まれる電流リード装置であって、一端がそれぞれ上
記上記超電導コイルの両線端に接続され、上記輻射シー
ルドを絶縁状態で、かつ、熱的に接続状態で貫通し、さ
らに上記断熱容器を絶縁状態で、かつ、気密に貫通して
他端が外部に延出された一対の電流リードを備え、上記
一対の電流リードのそれぞれの上記輻射シールドと外部
との間の部位が、金属と上記高温ステージで冷却された
上記輻射シールドの温度以上の臨界温度を有する高温超
電導材との複合材で構成されているので、通電時の輻射
シールドと外部との間の電流リード部位でのジュール発
熱を減少でき、超電導コイルの温度上昇を抑えることが
できる電流リード装置が得られる。

【００２９】また、上記高温超電導材は、酸化物系超電
導体のバルク材であるので、作製が容易となる。

【００３０】また、上記高温超電導材は、銀もしくは銀
合金と酸化物系超電導体とが複合された銀もしくは銀合
金シース超電導線材であるので、超電導材料を少なくで
き、低価格化が図られる。

【００３１】また、上記金属と高温超電導材との複合材
は、銀もしくは銀合金と酸化物系超電導体とが複合され
た銀もしくは銀合金シース超電導線材であるので、施工
が簡易となり、熱侵入を抑えることができる。

【００３２】また、この発明によれば、内部を真空とす
る断熱容器と、該断熱容器内に配置された超電導コイル
と、該超電導コイルを囲繞するように上記断熱容器内に
配置された輻射シールドと、低温ステージを上記超電導
コイルに熱的に接続され、高温ステージを上記輻射シー
ルドに熱的に接続されるように配置された冷凍機と、一
端がそれぞれ上記上記超電導コイルの両線端に接続さ
れ、上記輻射シールドを絶縁状態で貫通し、さらに上記
断熱容器を絶縁状態で、かつ、気密に貫通して他端が外
部に延出された一対の電流リードとを備えた冷凍機冷却
型超電導マグネットであって、上記一対の電流リードは
上記輻射シールドと外部との間の部位が金属と高温超電
導材との複合材料で構成され、かつ、上記超電導コイル
は金属系超電導線材で作製されているので、輻射シール
ドと外部との間の電流リード部位でのジュール発熱が減
少され、運転電流を高くできるとともに、超電導コイル
の温度上昇を低減でき、高運転電流の安価な冷凍機冷却
型超電導マグネットが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る電流リード装
置を組み込んだ冷凍機冷却型超電導マグネットを示す模
式的構成図である。

【図２】この発明の実施の形態２に係る電流リード装
置を組み込んだ冷凍機冷却型超電導マグネットの要部を
示す模式的構成図である。

【図３】この発明の実施の形態３に係る電流リード装
置を組み込んだ冷凍機冷却型超電導マグネットの要部を
示す模式的構成図である。

【図４】従来の電流リード装置を組み込んだ超電導マ
グネット装置の要部を示す模式的構成図である。

【符号の説明】

１断熱容器、２超電導コイル、３冷凍機、４高
温ステージ、５低温ステージ、１１酸化物系超電導
体リード（電流リード）、１５、２１、２２複合材リー
ド（電流リード）、１６銅（金属）、１７高温超電
導バルク材（高温超電導材）、１９銀シース超電導線
材（高温超電導材）、２０輻射シールド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超電導コイルが内部を真空とする断熱容
器内に配置され、輻射シールドが該超電導コイルを囲繞
するように該断熱容器内に配置され、冷凍機がその低温
ステージを該超電導コイルに熱的に接続され、かつ、そ
の高温ステージを該輻射シールドに熱的に接続されるよ
うに配置された超電導マグネットに組み込まれる電流リ
ード装置であって、一端がそれぞれ上記上記超電導コイルの両線端に接続さ
れ、上記輻射シールドを絶縁状態で、かつ、熱的に接続
状態で貫通し、さらに上記断熱容器を絶縁状態で、か
つ、気密に貫通して他端が外部に延出された一対の電流
リードを備え、上記一対の電流リードのそれぞれの上記
輻射シールドと外部との間の部位が、金属と上記高温ス
テージで冷却された上記輻射シールドの温度以上の臨界
温度を有する高温超電導材との複合材で構成されている
ことを特徴とする電流リード装置。
【請求項２】上記高温超電導材は、酸化物系超電導体
のバルク材であることを特徴とする請求項１記載の電流
リード装置。
【請求項３】上記高温超電導材は、銀もしくは銀合金
と酸化物系超電導体とが複合された銀もしくは銀合金シ
ース超電導線材であることを特徴とする請求項１記載の
電流リード装置。
【請求項４】上記金属と高温超電導材との複合材は、
銀もしくは銀合金と酸化物系超電導体とが複合された銀
もしくは銀合金シース超電導線材であることを特徴とす
る請求項１記載の電流リード装置。
【請求項５】内部を真空とする断熱容器と、該断熱容
器内に配置された超電導コイルと、該超電導コイルを囲
繞するように上記断熱容器内に配置された輻射シールド
と、低温ステージを上記超電導コイルに熱的に接続さ
れ、高温ステージを上記輻射シールドに熱的に接続され
るように配置された冷凍機と、一端がそれぞれ上記上記
超電導コイルの両線端に接続され、上記輻射シールドを
絶縁状態で貫通し、さらに上記断熱容器を絶縁状態で、
かつ、気密に貫通して他端が外部に延出された一対の電
流リードとを備えた冷凍機冷却型超電導マグネットであ
って、上記一対の電流リードは上記輻射シールドと外部との間
の部位が金属と高温超電導材との複合材料で構成され、
かつ、上記超電導コイルは金属系超電導線材で作製され
ていることを特徴とする冷凍機冷却型超電導マグネッ
ト。