KR20140147157A

KR20140147157A - 한제 용기를 갖는 초전도성 자석 장치

Info

Publication number: KR20140147157A
Application number: KR1020147034514A
Authority: KR
Inventors: 러셀 피터 고어
Original assignee: 지멘스 피엘씨
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-29
Also published as: EP2859373A1; US20150099639A1; WO2013186085A1; GB2502980A; GB201210291D0; GB2502980B; KR101596616B1; US9165704B2; JP2015525481A; JP5770404B1; CN104335063A; EP2859373B1

Abstract

적어도 하나의 초전도성 권선(20), 적어도 하나의 초전도성 권선(20)을 수용하는 외부 진공 챔버(OVC)(10), 적어도 하나의 초전도성 권선(20)과 OVC(10) 사이에 위치된 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12), 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12) 내부 및 OVC(10) 내부에 배치된 한제 용기(22)(적어도 하나의 초전도성 권선(20)은 한제 용기(22)의 외측에 배치됨), 및 한제 용기(22)를 액체 한제 온도로 냉각하기 위해 작동 가능하고 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12) 각각을 액체 한제 온도와 OVC 온도의 중간 온도로 냉각하기 위해 배열된 적어도 하나의 냉동기(26)를 포함하는 초전도성 자석 장치. 한제 용기(22)의 외부 표면의 상당한 부분은 액체 한제 온도에서 적어도 하나의 초전도성 권선의 평균 표면 복사율보다 적어도 0.1 더 높은 열 복사율을 갖는다.

Description

한제 용기를 갖는 초전도성 자석 장치 {SUPERCONDUCTING MAGNET APPARATUS WITH CRYOGEN VESSEL}

초전도성 자석을 냉각하기 위한 종래의 배열은 헬륨과 같은 액체 한제(cryogen)로 부분적으로 충전된 한제 용기를 포함한다. 상기 초전도성 자석의 권선은 한제의 대략 비점의 온도에서 그것을 유지하기 위해, 액체 한제에 부분적으로 침지된다.

그러한 배열은 상기 한제 용기 내에 준등온 환경을 제공한다. 주위 열은 한제 용기, 한제 용기를 둘러싸는 외부 진공 챔버(OVC) 및 자석, 한제 용기 및 OVC를 필요한 상대 위치에 보유하기 위한 기계적 지지부를 포함하는 저온 유지 장치(cryostat)에 의해 권선에 도달하는 것이 방지된다. 일반적으로 하나 이상의 열 복사 차폐물이 한제 용기와 OVC 사이의 공간에 제공된다.

상기 OVC 내의 진공은 대류 손실을 최소화하고, 기계적 지지부를 통한 열 전도는 적절한 재료 선택 및 크기에 의해 최소화된다. 남은 열 전도는 차폐물(들) 및/또는 한제 용기에 열적으로 연결된 극저온 냉동기와 같은 능동 냉각기에 의해 차단될 수 있다.

주의 깊은 설계를 통해서, “차가운 덩어리”(즉, 액체 한제 및 그것과 접촉하는 모든 것)에 도달하는 열 유입은 1W 보다 작게 감소될 수 있다. 그렇기는 하지만, 이러한 열 유입이 초전도성 권선에 도달하지 않도록 주의해야 한다. 통상적으로 극저온 냉동기에 의한 한제 증기의 재응축 및 대류 냉각과 함께, 헬륨과 같은 액체 한제로의 부분적인 침지는 열 유입이 초전도성 권선에 도달하지 않도록 보장한다.

상기 한제 용기의 외부 표면은 한제 용기에 도달하는 열 복사를 반사시키는 알루미늄 포일과 같은 낮은 복사율(emissivity) 코팅으로 코팅될 수 있어서, 열 유입을 초전도성 권선으로부터 멀리하는데 기여한다.

종래의 설계 철학은 한제 용기의 표면적을 최소화하고, 입사 열 복사를 반사하기 위해 높은 반사성의, 낮은 열 복사율 표면 코팅을 적용하는 것을 포함하여, 입사 복사 열로부터 한제 용기를 단열하는 것이었다.

본원에 사용된, “열 복사”라는 용어 및 유사한 용어들은 대략 8 내지 14 마이크로미터인, 파장의 열 적외선 범위에서 전자기적 복사를 언급하기 위해 이용된다. “열 복사율”이라는 용어 및 유사한 용어들은 열 복사의 복사율을 언급하기 위해 이용된다.

좀더 최근에는, 초전도성 자석 냉각 배열은 액체 한제를 포함하는 한제 용기를 필요로 하지 않도록 고안되었다. 대신에 국부적인 코일 냉각 해법들이 제공되었다. 예를 들어, 때때로 냉각 고리로 언급되는, 파이프 냉각 시스템(pipe cooled system)은 초전도성 권선과 열 접촉하는 파이프 및 매니폴드를 통해 소형의 한제 저장소로부터 순환하는 비교적 소량의 헬륨과 같은 액체 한제를 수반할 수 있다.

도 1은 국부적인 코일 냉각 해법을 활용하는 종래의 초전도성 자석 냉각 배열을 통한 단면도이다. 중공의 실린더형 OVC(10)가 제공되어, 초전도성 자석 권선(20)을 수용한다. 열 복사 차폐물(12)이 상기 OVC 내에 제공되고, 초단열제(RTM)로 알려진 복수층의 알루미늄으로 처리된 폴리에스테르 시트 (aluminised polyester sheet)와 같은, 고체 상태 열 단열부(14)가 상기 OVC 내부 표면과 상기 열 복사 차폐물의 외부 표면 사이에 제공될 수 있다.

일반적으로 국부적인 코일 냉각 해법은, 도시된 바와 같이, 한제 용기(22)의 내부에 노출된 재응축기(도시되지 않음)에 열 버스(thermal bus)(28)에 의해 열적으로 연결된, 외부 냉동기(26) 및 액세스 터릿(access turret)(24)을 구비한 한제 용기(22)를 포함한다. 다른 배열에서, 냉동기는 상기 한제 용기에 직접적으로 연결될 수 있다. 상기 한제 용기(22)는 냉각된, 바람직하게는 액체인, 한제를 튜브(30)를 통해 매니폴드(32)에 제공한다. 상기 매니폴드는 상기 자석의 초전도성 권선에 열 접촉으로 배열된 냉각 고리들에 냉각된 한제를 분배하며, 냉각 고리들은 종래의 그리고 잘 증명된 열 대류 방식에 따라 작동한다.

상기 자석 권선(20)을 상기 열 복사 차페물(12)의 내부 표면, 또는 다른 표면들에 의해 방출된 복사 열로부터 추가로 보호하기 위한 시도들이 행해질 수 있다. 예를 들어, 상기 자석 권선은 낮은 복사율 재료의 테이프로 둘러싸일 수 있다. 그러나, 그러한 시도들은 완벽하게 성공적인 경우가 발견되지 않았다. 일정량의 열이 항상 테이프의 회전들 사이에, 또는 아니면 상기 테이프에 의해 보호된 상기 구조에 흐르는 것으로 발견되었다.

상기 열 복사 차폐물(들)의 내부에 도달하는 모든 열은 상기 권선 자체에 가해질 수 있고, 상기 권선 자체에 의해 흡수될 수 있다. 그러한 시스템에 이용되는 소형의 한제 저장소는 그 자체가 낮은 열 복사율 코팅으로 코팅될 수 있으나, 이것은 종래의 한제-바스(cryogen-bath) 배열의 한제 용기에 적용된 코팅과 달리, 상기 초전도성 권선으로 열 복사의 입사를 감소시킬 수 없다.

그런 이유로 본 발명은 초전도성 권선 자체에 가해지는 열 복사의 입사가 감소되는 개선된 초전도성 자석 냉각 배열을 제공하는 것을 목표로 한다.

본 발명의 이러한, 그리고 다른, 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면들과 함께, 오직 비제한적인 예시로서 주어진, 특정 실시예들의 다음 설명을 고려하여 더 명확해질 것이다.
도 1은 종래의 초전도성 자석 장치의 단면도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 각각의 실시예들에 따른 초전도성 자석 장치의 대응하는 단면도들이다.

본 발명에 따르면, 초전도성 권선이 상기 한제 용기 내에 위치되지 않는, 국부적인 코일 냉각 배열 내에 제공된 한제 용기는, 상기 한제 용기에 의해 열 복사의 흡수를 극대화하는 목적으로, 그 외부 표면의 상당한 부분 상에 높은 열 복사율 표면을 갖는다.

본 발명의 구조에 따라, 외부 진공 챔버(OVC), 기계적 지지부 및 하나 이상의 열 복사 차폐물들이 종래와 같이 제공될 것이다. 상기 OVC 및 그 진공은 대류에 의한 초전도성 권선으로의 열 유입을 방지할 것이다. 상기 기계적 지지부의 재료 및 치수는 전도에 의한 초전도성 권선으로의 열 유입을 최소화할 것이고, 상기 열 복사 차폐물(들)은 복사에 의한 초전도성 권선으로의 열 유입을 감소시킬 것이다.

그러나, 상기 열 복사 차폐물(들)의 내측에 의해 방출되는 임의의 열 복사는 초전도성 권선으로 가해질 수 있고, 초전도성 권선에 의해 흡수될 것이다. 본 발명의 예시 실시예에 따르면, 상기 초전도성 권선을 따라 열 복사 차폐물(들) 내에 존재하는 한제 용기는 높은 복사율 표면 처리로 처리된다. 그러한 표면 처리는 상기 한제 용기에 가해지는 임의의 열 복사가 한제 용기에 의해 흡수되고 한제의 비등에 의해 시스템으로부터 제거되고(상기 한제 자체는 냉동기(26)에 의해 나중에 재응축됨), 초전도성 권선(20)으로 반사되지 않도록 한다.

상기 한제 용기에 의해 흡수되고 차단되는 열 복사 차폐물(들) 내의 열 복사의 비율을 최대화함으로써, 상기 초전도성 권선에 의해 흡수되는 비율이 감소된다.

상기 한제 용기로 흡수된 열은 그리고 나서 이용된 한제를 냉각하기 위해 제공된 배열, 일반적으로 상기 한제 용기에 열적으로 그리고 기계적으로 연결된(28) 재응축 냉동기(26)에 의해 제거된다. 상기 열 복사 차폐물(12)의 내부 표면은 열 복사 차폐물 내의 체적으로 복사되는 열 에너지를 최소화하기 위해, 바람직하게는 낮은 복사율 표면을 갖는다.

본 발명의 추가의 신개발품들에서, 상기 한제 용기는 한제 용기에 의해 흡수되는 열 복사의 비율을 향상시키기 위해 최대화된 표면적을 갖는 것으로 설계될 수 있다. 이것은 예를 들어, 높은 종횡비 형상에 의해, 주름진 표면들에 의해, 또는 그 표면상에 핀(fin)들의 제공과 같은 더 극단적인 수단에 의해 달성될 수 있다. 물론, 이러한 접근법들은 적절한 경우 조합될 수 있다.

특정 실시예들에서, 상기 초전도성 코일들에 시선 노출(line-of-sight exposure)된 상태의 한제 용기의 표면들은 낮은 열 복사율 재료로 처리될 수 있는반면, 그렇게 시선 노출되지 않은 표면들은 높은 열 복사율 재료로 처리될 수 있다. 이것은 높은 복사율 표면들이 수신된 복사 때문에 가열되고, 상기 초전도성 코일들을 향해 열을 재복사하는 곳에서 발생할 수 있는 문제를 회피할 수 있게 한다.

적합한 표면 처리, 코팅 또는 재료는 상기 한제 용기를 구성하기 위해 이용되는 재료들에 따라, 조립 기술 및 표면 코팅의 필요한 기계적 탄성이 결정될 수 있다. 복사율을 증가시키기 위한 많은 종래의 표면 처리들이 당업계에 알려진 바대로, 이용될 수 있다. 활용될 수 있는 예시 표면 처리들은 쇠솔질과 같은 간단한 기계적인 거칠기 처리, 무광 블랙 페인트와 같은 페인트칠, 양극 처리, 카본 블랙(그을음)으로 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 페인트의 적용은 가장 간단한 방법일 것 같지만, 상기 OVC 내의 진공 공간에서 휘발성 유기 화합물들의 존재 때문에 문제들이 발생할 수 있다. 그러한 휘발성 화합물들은 기화될 수 있고 상기 초전도성 권선에 대류 열 전달을 가능하게 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초전도성 자석 냉각 배열을 통한 단면도이다. 이러한 특정한 실시예는 상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 적어도 상당한 부분이 블랙 페인트, 카본 블랙 또는 블랙 양극 산화 처리된 알루미늄과 같은, 높은 열 복사율의 표면을 갖도록 처리된 점을 제외하고, 도 1의 구조에 대응한다. 이것은 본 발명의 가장 간단한 실시예를 나타내며, 상기 한제 용기는 초전도성 권선의 표면들의 평균 열 복사율보다 더 높은 열 복사율을 갖도록 처리된 그 외부 표면의 적어도 일부를 갖는다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초전도성 자석 냉각 배열을 통한 단면도이다. 이러한 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종래의, 기본적으로 실린더형인, 또는 “탄환 형상의” 한제 용기는 훨씬 증가된 표면적의 한제 용기(34)에 의해 대체된다. 도시된 바와 같이, 그것은 기본적으로 반경 방향 단면에서 아치형이며, 부분적인 실린더이다. 그러한 한제 용기를 제공함에 의해, 상기 초전도성 자석 권선(20)의 특정 비율은 한제 용기의 존재에 의해 입사 열 복사로부터 직접적으로 가려진다. 더욱이, 상기 한제 용기의 증가된 표면적은 열 차폐물(12)의 내부로 들어가는 열 복사의 더 큰 비율이 한제 용기의 표면에 의해 차단될 것을 의미한다. 적어도 상기 한제 용기(34)의 외부 표면의 상당한 부분은 높은 복사율 표면을 갖도록 처리된다.

도 4는 한제 용기의 표면적이 증가된, 도 3의 실시예의 예시 추가 신개발품이다. 도시된 예시는 상기 한제 용기와 열 접촉하도록 제공되고 높은 열 복사율을 제공하기 위해 처리된 표면의 적어도 일부를 갖는 열 전도성 핀(36)들을 활용한다.

대안적으로, 또는 부가적으로, 다른 적절한 배열이 상기 한제 용기의 유효 표면적을 증가시키기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 한제 용기(34)의 표면의 적어도 일부는 주름져 있을 수 있다.

본 발명은 상기 열 복사 차폐물 내의 초전도성 권선의 표면의 평균 열 복사율보다 더 큰 열 복사율을 제공하기 위해 처리된 표면의 적어도 일부를 갖도록 한제 용기를 준비하여 동작한다. 이러한 방식으로, 열복사는 가열이 열 불안정성 및 급랭을 초래할 수 있는 초전도성 권선(20)에 의해 흡수되기보다는, 상기 한제 용기에 의해 흡수되고, 상기 한제 용기를 냉각하기 위해 제공된 극저온 냉동기(26)에 의해 효율적으로 제거될 가능성이 증가한다.

통상적으로, 상기 한제 용기는 낮은 열 복사율 코팅 처리되며, 이것은 입사 열 복사가 아마도 초전도성 권선에 의해 흡수되도록 반사될 것임을 의미할 것이다. 본 발명에 따르면, 입사 열 복사는 상기 한제 용기에 의해 우선적으로 흡수되어, 초전도성 권선(20)에 의해 흡수되는 열 복사량을 감소시킨다.

한제 용기의 종래의 표면 처리들(예를 들어, 알루미늄 포일 코팅을 적용하는 것)은 일반적으로 0.1보다 작은 열 복사율을 제공한다. 본 발명에 따르면, 상기 한제 용기의 표면적의 상당한 부분은 상기 초전도성 권선의 평균 열 복사율보다 적어도 0.1 더 높은 표면 열 복사율을 갖는 표면 처리를 가질 것이다. 그 상당한 부분의 열 복사율은 바람직하게는 적어도 0.5, 더 바람직하게는 적어도 0.8, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 0.9의 열 복사율을 갖는다. 바람직하게는, 상기 상당한 부분은 상기 한제 용기의 전체 표면적의 적어도 30%이고, 더 바람직하게는 적어도 50%이다.

본 발명에 따르면, 열 복사는 상기 초전도성 권선(20)보다는 한제 용기에 의해 우선적으로 흡수될 수 있다. 이것은 상기 액체 한제의 온도에서 증가된 열 부하를 야기할 수 있다. 이것은 상기 초전도성 권선으로의 열 부하를 최소화하기 위해 정당한 것으로 간주될 수 있다.

높은 열 복사율 표면 처리들, 재료들 및 코팅들의 특정 예시들이 상기 설명에 제공되었지만, 많은 다른 것들도 가능하다. 열 복사율의 재료 특성은 화학 성분과 표면 질감과 같은, 원자 수준의 특성들에 의해 결정된다.

종래의 알루미늄 열 복사 차폐물은 약 0.1의 열 복사율을 가질 수 있다. 약 4K의 온도에서 순수하고 깨끗한 알루미늄은 약 0.01의 열 복사율을 갖는다. 알루미늄으로 코팅된 한제 용기의 열 복사율은 유사하다. 본 발명은 열 복사의 흡수가 현저하게 증가되고, 상기 한제 용기의 표면의 상당한 부분의 표면 복사율(0과 1 사이의 규모에서)이 상기 초전도성 권선의 평균 열 복사율보다 적어도 0.1 더 높게 제공된다는 점에서, 상당한 개선을 제공하는 것으로 여겨진다.

본 발명의 한제 용기를 위한 적절한 재료들, 처리들 또는 코팅들의 추가 예시들은 다음을 포함한다:

변색된 구리

솔질된 스테인리스 스틸

산소가 풍부한 환경에서 가열에 의해 형성된, 변색된 스테인리스 스틸

솔질, 샌드블라스트 또는 그릿 블라스트된 스테인리스 스틸

목탄 직물

면 직물

가는 스테인리스 스틸 울

하드 블랙-양극 산화 처리된 알루미늄

스테인리스 스틸 또는 알루미늄 표면으로 화염- 또는 플라즈마- 분사된, 알루미나. 이러한 처리들 중 일부는 관련된 재료를 지탱하는 접착성 테이프와 함께 해당하는 표면을 코팅함에 의해 적용될 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 추가 실시예들에서, 냉각 표면은 한제 용기 대신에, 또는 한제 용기에 추가하여 제공될 수 있다. 일부 초전도성 자석 시스템들에서, 한제 용기는 전혀 제공되지 않는다. 대신에, 버스-바아(bus-bar)로 언급될 수 있는, 고체 열 전도체(28,40)가 냉동기(26)를 초전도성 권선(20)에 연결시킨다. 일반적으로, 제1 냉각단을 열 복사 차폐물(들)(12)에 연결시키는 하나의 버스-바아(42) 또는 브레이드(braid) 또는 유사한 것과, 제2 냉각단을 초전도성 권선(20)에 연결시키는 다른 버스-바아를 갖는 2단 냉동기가 활용된다.

냉각 표면(44)은 초전도성 권선(20)과 함께, 열 복사 차폐물의 체적 내에 배치될 수 있다. 상기 냉각 표면은 높은 복사율 표면을 가져서, 열 복사 용기들을 위해 위에 설명된 것과 유사한 방식으로 열 복사 차폐물 내에 존재할 수 있는 열 복사를 흡수하도록, 그 표면의 적어도 일부가 처리되어야 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 표면(44)은 도 2를 참조로 설명된 한제 용기와 유사한 치수로, 실린더 형태를 취할 수 있다. 대안적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 표면(46)은 도 4에 도시된 한제 용기와 유사한, 평면 또는 아치형과 같은, 임의의 편리한 형태일 수 있다. 상기 냉각 표면은 알루미늄 또는 구리와 같이, 극저온 온도들에서 양호한 열전도성을 갖는 재료여야 한다. 일 실시예에서, 상기 냉각 표면은 초전도성 자석의 권선들(20) 사이에 축 방향으로 위치된, 하나 이상의 후프(hoop)들의 형태일 수 있다. 그러한 위치에서, 상기 냉각 표면들은 열 복사 차폐물 내의 열 복사를 흡수할 수 있지만, 그것의 위치는 초전도성 권선(20)으로 열을 상당히 복사하는 것을 방지하게 한다.

그러한 냉각 표면을 갖는 임의의 배열에서, 작동 온도에서 적어도 하나의 초전도성 권선의 평균 표면 복사율 보다 적어도 0.1 더 높은 열 복사율을 갖는 상기 냉각 표면은 상기 초전도성 권선의 표면적의 적어도 20%, 그리고 바람직하게는 상기 초전도성 권선의 표면적의 적어도 50%인 영역을 갖는다.

Claims

적어도 하나의 초전도성 권선(20)과,
상기 적어도 하나의 초전도성 권선(20)을 수용하는 외부 진공 챔버(OVC)(10)와,
상기 적어도 하나의 초전도성 권선(20)과 상기 OVC(10) 사이에 위치된 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12)과,
상기 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12) 내부 및 상기 OVC(10) 내부에 배치된 한제 용기(22)와,
상기 한제 용기(22)를 액체 한제 온도로 냉각시키기 위해 조작 가능하며 상기 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12) 각각을 상기 액체 한제 온도와 상기 OVC의 온도 사이의 중간 온도로 냉각시키기 위해 배열된 적어도 하나의 냉각기(26)를 포함하며,
상기 적어도 하나의 초전도성 권선(20)은 상기 한제 용기(22)의 외부에 배치되며,
상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 상당한 부분은 상기 액체 한제 온도에서 상기 적어도 하나의 초전도성 권선의 평균 표면 복사율보다 적어도 0.1 더 높은 열 복사율을 갖는 것을 특징으로 하는,
초전도성 자석 장치.
제1항에 있어서,
상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 상기 상당한 부분은 상기 한제 용기(22)의 상기 외부 표면의 적어도 30%를 포함하는,
초전도성 자석 장치.
제2항에 있어서,
상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 상기 상당한 부분은 상기 한제 용기(22)의 상기 외부 표면의 적어도 50%를 포함하는,
초전도성 자석 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체 한제 온도에서 상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 상기 상당한 부분의 열 복사율은 적어도 0.5인,
초전도성 자석 장치.
제4항에 있어서,
상기 액체 한제 온도에서 상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 상기 상당한 부분의 열 복사율은 적어도 0.8인,
초전도성 자석 장치.
제5항에 있어서,
상기 액체 한제 온도에서 상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 상기 상당한 부분의 열 복사율은 적어도 0.9인,
초전도성 자석 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한제 용기의 표면은 주름져 있는,
초전도성 자석 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한제 용기의 상기 표면은 높은 열 복사율을 제공하도록 표면의 적어도 일부가 처리된 열 전도성 핀들을 구비하는,
초전도성 자석 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초전도성 권선에 시선 노출된 상태인 상기 한제 용기의 표면들은 상기 액체 한제 온도에서 낮은 열 복사율 표면을 갖는 반면, 그렇게 시선 노출되지 않은 표면들은 상기 액체 한제 온도에서 상기 적어도 하나의 초전도성 권선의 평균 표면 복사율보다 적어도 0.1 더 높은 열 복사율을 갖는,
초전도성 자석 장치.
적어도 하나의 초전도성 권선(20)과,
상기 적어도 하나의 초전도성 권선(20)을 수용하는 외부 진공 챔버(OVC)(10)와,
상기 적어도 하나의 초전도성 권선(20)과 상기 OVC(10) 사이에 위치된 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12)과,
상기 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12) 내부 및 상기 OVC(10) 내부에 위치된 냉각 표면(44)과,
상기 냉각 표면(44)을 냉각시키고, 상기 적어도 하나의 초전도성 권선을 초전도현상이 가능한 온도로 냉각시키고, 상기 적어도 하나의 열 복사 차폐물(12) 각각을 상기 초전도성 코일들의 온도와 상기 OVC의 온도 사이의 중간 온도로 냉각시키기 위해 작동 가능한 적어도 하나의 냉동기(26)를 포함하며,
상기 냉각 표면의 상당한 부분은 액체 한제 온도에서 상기 적어도 하나의 초전도성 권선의 평균 표면 복사율보다 적어도 0.1 더 높은 열 복사율을 갖는 것을 특징으로 하는,
초전도성 자석 장치.
제10항에 있어서,
상기 냉각 표면의 상기 상당한 부분은 상기 초전도성 권선의 표면적의 적어도 20%의 표면적을 갖는,
초전도성 자석 장치.
제11항에 있어서,
상기 냉각 표면의 상기 상당한 부분은 상기 초전도성 권선의 표면적의 적어도 50%의 표면적을 갖는,
초전도성 자석 장치.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 표면의 상기 상당한 부분의 열 복사율은 적어도 0.5인,
초전도성 자석 장치.
제13항에 있어서,
상기 냉각 표면의 상기 상당한 부분의 열 복사율은 적어도 0.8인,
초전도성 자석 장치.
제14항에 있어서,
상기 액체 한제 온도에서 상기 한제 용기(22)의 외부 표면의 상기 상당한 부분의 열 복사율은 적어도 0.9인,
초전도성 자석 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 표면의 표면은 주름져 있는,
초전도성 자석 장치.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각 표면은 높은 열 복사율을 제공하도록 표면의 적어도 일부가 처리된 열 전도성 핀들을 구비하는,
초전도성 자석 장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초전도성 권선에 시선 노출된 상태인 상기 냉각 표면의 일부들은 비교적 낮은 열 복사율을 갖는 반면, 그렇게 시선 노출되지 않은 표면들은 상기 적어도 하나의 초전도성 권선의 평균 표면 복사율보다 적어도 0.1 더 높은 열 복사율을 갖는,
초전도성 자석 장치.