WO2012157745A1 - 超伝導磁石及び核磁気共鳴装置 - Google Patents

超伝導磁石及び核磁気共鳴装置 Download PDF

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柁川　一弘
船木　和夫
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    • G01R33/421—Screening of main or gradient magnetic field

Definitions

  • the present invention relates to a superconducting magnet having a uniform central magnetic field.
  • a NbTi multifilamentary wire is generally used for a winding of a superconducting magnet used in a nuclear magnetic resonance apparatus or the like (see FIG. 16).
  • This NbTi multi-core wire has a small filament diameter of several ⁇ m to several tens of ⁇ m, so the winding magnetization is small, but liquid helium (boiling point under atmospheric pressure is about 4K) is used as the NbTi multi-core wire refrigerant. It is done. This liquid helium is expensive because it is scarce, and there is a risk that it will eventually be exhausted.
  • Non-Patent Documents 1-4 when an AC magnetic field perpendicular to a DC transverse magnetic field is applied, the magnetization M in the direction of the DC magnetic field changes asymptotically with the periodic change of the AC magnetic field, and AC An abnormal transverse magnetic field effect is disclosed in which the magnetization M disappears in a steady state when the amplitude of the magnetic field becomes larger than a certain value.
  • Non-Patent Documents 5 and 6 disclose that an abnormal transverse magnetic field effect is confirmed even in a tape-shaped superconducting wire.
  • Non-Patent Documents 1-6 show that there is an abnormal transverse magnetic field effect on a one-dimensional arrangement of one wire or a plurality of short sample wires, and a superconducting wire is wound. It is not a technique for ensuring the uniformity of the central magnetic field in a rotated superconducting magnet.
  • the present invention provides a superconducting magnet or the like that ensures the uniformity of the central magnetic field by removing the magnetization caused by the shielding current of the superconducting winding and leveling the current passed through the superconducting winding.
  • a superconducting magnet disclosed in the present application includes a superconducting winding made of a superconductor and a magnetic field applying means for applying an alternating magnetic field perpendicular to the magnetization direction due to a shielding current generated in the superconducting winding. It is.
  • the magnetic field applying unit applies the alternating magnetic field, and the alternating current is such that the directions flowing outside and inside the layer of the superconducting winding are opposite to each other. Has an AC winding that is energized.
  • the superconducting magnet disclosed in the present application has an AC winding through which an alternating current is passed so that the directions flowing between the outer side and the inner side of the layer of the superconducting winding are opposite to each other.
  • the effect is that the magnetic field inside the inner AC winding generated by the outer AC winding can be canceled out by the magnetic field of the inner AC winding, and the inductance can be reduced, allowing operation with a small power source. Play.
  • the magnetic field applying means includes an outer alternating current composed of a superconductor or a non-superconductor wound coaxially with the superconducting winding outside the layer of the superconducting winding.
  • a winding is provided, and an alternating current is passed through the outer AC winding.
  • the outer AC winding made of a superconductor or a non-superconductor wound coaxially with the superconducting winding outside the layer of the superconducting winding. Since an AC current is applied to the outer AC winding, an AC magnetic field can be applied in a direction perpendicular to the direction of magnetization due to the shielding current of the superconducting winding, and the magnetization due to the shielding current can be removed to achieve super There is an effect that the central magnetic field of the conductive magnet can be made uniform.
  • the magnetic field applying means includes an inner AC formed of a superconductor or a non-superconductor wound coaxially with the superconducting winding inside the layer of the superconducting winding. It has a winding, and the direction of the current supplied to the outer AC winding and the direction of the current supplied to the inner AC winding are opposite to each other.
  • an inner AC winding made of a superconductor or a non-superconductor wound coaxially with the superconducting winding inside the superconducting winding layer.
  • the current direction of the outer AC winding and the current direction of the inner AC winding are opposite to each other. It is possible to cancel with a magnetic field, and it is possible to reduce the inductance and to operate with a small power source.
  • the superconducting magnet disclosed in the present application is a superconductor in which the magnetic field applying means is wound around the layer of the superconducting winding in a direction orthogonal to the winding direction of the superconducting winding, or An AC winding made of a non-superconductor is provided, and an AC current is passed through the AC winding.
  • a superconductor or non-superconductor wound around the layer of the superconducting winding in a direction orthogonal to the winding direction of the superconducting winding Since it has an AC winding made of a body and an AC current is passed through the AC winding, an AC magnetic field can be applied in a direction perpendicular to the direction of magnetization due to the shielding current of the superconducting winding. There is an effect that the central magnetic field of the superconducting magnet can be made uniform by removing the magnetization.
  • the superconducting winding is a tape-shaped winding made of a high-temperature superconductor.
  • the superconducting magnet disclosed in the present application since it is a tape-shaped winding made of a high-temperature superconductor, it is not necessary to use expensive and resource-poor liquid helium, and inexpensive and abundant resources are effectively used. There is an effect that it can be utilized for.
  • the superconducting magnet disclosed in the present application is one in which the magnetic field applying means gradually attenuates the alternating magnetic field applied.
  • the applied AC magnetic field is gradually attenuated, so that the magnetization in the direction of the AC magnetic field due to the abnormal transverse magnetic field effect can be reduced, and the influence on the central magnetic field of the superconducting magnet can be reduced. There is an effect that can be minimized.
  • the superconducting magnet disclosed in the present application includes temperature control means for raising the temperature of the superconducting winding for a predetermined time.
  • the superconducting magnet disclosed in the present application is provided with temperature control means for raising the temperature of the superconducting winding for a predetermined time, the temperature of the superconducting winding is raised for a predetermined time, thereby The critical current density is slightly reduced, and cooling is performed again immediately after the critical current density is reduced, so that the critical current density is increased and the influence on the thermal fluctuation of the quantized magnetic flux lines can be suppressed.
  • the magnetic flux creep that causes the quantized magnetic flux lines to move due to thermal fluctuation can be remarkably suppressed, and the uniformity of the central magnetic field can be maintained for a long time.
  • the temperature control means is the AC winding, and the AC winding and the superconducting winding are arranged in close contact with each other.
  • the superconducting magnet disclosed in the present application since the AC winding and the superconducting winding are arranged in close contact with each other, heat generated in the AC winding is transmitted to the superconducting winding.
  • the critical current density is slightly reduced, and the critical current density is increased by being cooled again immediately after the critical current density is reduced.
  • the influence of the magnetic flux lines on the thermal fluctuation can be suppressed.
  • the magnetic flux creep that causes the quantized magnetic flux lines to move due to thermal fluctuation can be remarkably suppressed, and the uniformity of the central magnetic field can be maintained for a long time.
  • the temperature control means includes a pressure control unit that controls the pressure in the casing in which the superconducting magnet is housed together with the refrigerant.
  • the temperature control unit controls the pressure in the casing in which the superconducting magnet is housed together with the refrigerant, thereby increasing the temperature of the refrigerant in the casing.
  • the critical current density is slightly reduced, and the critical current density is increased by cooling again immediately after the critical current density is reduced.
  • the influence on the thermal fluctuation of the wire can be suppressed.
  • the magnetic flux creep that causes the quantized magnetic flux lines to move due to thermal fluctuation can be remarkably suppressed, and the uniformity of the central magnetic field can be maintained for a long time.
  • the nuclear magnetic resonance apparatus disclosed in the present application is a nuclear magnetic resonance apparatus using the superconducting magnet, wherein the magnetic field applying unit applies an alternating magnetic field for a predetermined time before measuring an object to be measured. In the measurement, the alternating magnetic field is not applied.
  • an alternating magnetic field is applied for a predetermined time before measuring an object to be measured, and the alternating magnetic field is not applied at the time of measurement. There is an effect that accurate measurement can be realized without being affected.
  • the nuclear magnetic resonance apparatus disclosed in the present application is one in which the magnetic field applying means applies the alternating magnetic field when changing a current value to be passed through the superconducting winding.
  • the AC magnetic field is applied when the current value to be applied to the superconducting winding is changed. Therefore, when the measurement value is changed and the current value is changed. Even in such a case, the magnetization due to the shielding current can be removed, the central magnetic field of the superconducting magnet can be made uniform, and an accurate measurement can be realized. That is, when the current value is changed, the superconducting magnet is reset and the shielding current flows again, but the magnetization due to the shielding current can be removed by applying an alternating magnetic field.
  • FIG. 1 is a first perspective view of a winding in a superconducting magnet according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a first diagram showing a shielding current and a magnetization direction of a tape wire in the superconducting magnet according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a first cross-sectional view of a winding in the superconducting magnet according to the present embodiment
  • FIG. 4 is a second diagram showing a shielding current and a magnetization direction of the tape wire in the superconducting magnet according to the present embodiment
  • 5 is a second perspective view of the winding in the superconducting magnet according to the present embodiment, FIG.
  • FIG. 6 is a second sectional view of the winding in the superconducting magnet according to the present embodiment
  • FIG. 7 is the present embodiment. It is a figure which shows the magnetic field distribution of the outer side AC coil
  • the superconducting magnet 1 is wound around the superconducting winding 2 made of a superconductor and the central axis 3 of the superconducting winding 2 on the outer side of the layer of the superconducting winding 2.
  • An outer AC winding 4 made of a superconductor or a non-superconductor, a DC power supply unit 5 for passing a DC current through the superconducting winding 2, and an AC power supply unit 6 for passing an AC current through the outer AC winding 4; Is provided.
  • the superconducting winding 2 only needs to be made of a superconductor, and in this case, in particular, it is assumed to be a winding made of a high temperature superconducting wire such as a Bi-2223 silver sheath tape wire or a Y-based or rare earth-based thin film conductor. .
  • a superconducting magnet typically the width of the superconducting layer is several mm (for example, Bi-2223 wire is about 4 mm, Y-123 wire is about 10 mm), and the thickness is It is in the form of a tape of several ⁇ m to several hundred ⁇ m (for example, Bi-2223 wire is about 200 ⁇ m, Y-123 wire is about 1 ⁇ m).
  • I DC transport current
  • FIG. 2 The magnetization due to the shielding current at this time is shown in FIG.
  • a transport current I DC flows from one end to the other end of the tape wire
  • shielding current I M in the tape wide surface of the superconducting winding 2 flows.
  • the shielding current I M is a loop current and a closed net flows transport current I DC from one end to the other end of the tape wire.
  • FIG. 3 is an arrow view of arrow A in FIG.
  • the tape-shaped superconducting winding 2 is wound a plurality of turns, and the outer AC winding 4 is wound outside thereof.
  • the transport current I DC superconducting winding 2 is center field B I of arrow a occurs.
  • FIG. 3 only one layer of the superconductive winding 2 is shown, but it may be wound over a plurality of layers.
  • alternating magnetic field B AC superconducting winding 2 is applied, the abnormal transverse magnetic field effect, the magnetization M V in the direction perpendicular to the tape surface is lost and changes to the magnetization M P in the direction parallel to the tape surface .
  • FIG. 4 shows the magnetization due to the shielding current after this change.
  • the shielding current I M due to the abnormal transverse magnetic field effect is to flow in pairs on the upper and lower surfaces of the tape wire, the magnetization M V disappeared and changed into parallel magnetization M P to the tape surface To do.
  • the outer AC winding 4 may be a winding made of a superconductor or a winding made of a non-superconductor. That is, it is sufficient that the thickness and the critical current density of the superconducting winding 2, and transport current magnitude of the alternating magnetic field which is determined in accordance with the I DC (lower limit) can be applied.
  • the magnitude of the alternating magnetic field will be described more specifically.
  • the following formula is established for the threshold value (lower limit value) [T] of the alternating magnetic field in the abnormal transverse magnetic field effect.
  • ⁇ 0 is the vacuum magnetic permeability
  • J C is the critical current density
  • I C is the critical current
  • I DC is the transport current
  • the thickness of the tape of the superconducting winding 2 is d. That is, the threshold value B th of the AC magnetic field to be applied is determined by the critical current density J C , the tape thickness d, and the transport current I DC (or the load factor I DC / I C indicated by the transport current with respect to the critical current). Therefore, the present invention can be realized by designing the outer AC winding 4 so that this Bth can be applied.
  • the width of the tape of the high-temperature superconducting wire is about several millimeters and the thickness is very thin such as several ⁇ m to several hundreds ⁇ m, so that the value of the alternating magnetic field applied from the above formula can be made minute. .
  • the energization of the alternating current to the outside alternating-current winding 4 there is no need to perform at all times, the predetermined time in a state where the specified current as transport current I DC is energized (e.g., several seconds to several tens of seconds or a few cycles to a few thousand cycles) only energized, the magnetization M V in the direction perpendicular to the tape surface is changed to magnetization M P in the direction parallel to the tape surface, uniform center field B I of the superconducting magnet 1 retains its state Can be kept in.
  • the specified current as transport current I DC is energized (e.g., several seconds to several tens of seconds or a few cycles to a few thousand cycles) only energized, the magnetization M V in the direction perpendicular to the tape surface is changed to magnetization M P in the direction parallel to the tape surface, uniform center field B I of the superconducting magnet 1 retains its state Can be kept in.
  • the current value may be gradually attenuated when an alternating current is applied. That is, since the magnetization M P after application of the AC magnetic field is maintained in the state when the application of the AC magnetic field is stopped, the influence of the magnetization M P can be minimized by gradually attenuating the AC current. .
  • FIG. 5 is a perspective view of the superconducting magnet 1 when the inner AC winding 7 is provided
  • FIG. 6 is an arrow view of the arrow B in FIG.
  • the superconducting magnet 1 includes an inner AC winding 7 connected to the AC power supply unit 6 inside the superconducting winding 2, and a current flowing through the outer AC winding 4.
  • the current flowing through the inner AC winding 7 is controlled so that the direction is reversed. That is, as shown in FIG. 7, the magnetic field (see FIG. 7B) generated inside the inner AC winding 7 among the magnetic fields generated inside the outer AC winding 4 (see FIG. 7A). Since it can cancel (refer FIG.7 (C)), an inductance can be made small. That is, a current can be supplied with a small power source.
  • the inner AC winding 7 may be a winding made of a superconductor or a winding made of a non-superconductor, like the outer AC winding 4. Further, by forming each AC winding in a tape shape like the superconducting winding 2, it is possible to reduce the time and effort of winding, and the manufacturing process can be made very efficient.
  • the magnetic field of the outer AC winding 4 inside the inner AC winding 7 can be canceled by the magnetic field of the inner AC winding 7, and the inductance can be reduced and the operation can be performed with a small power source.
  • FIG. 8 is a perspective view of a winding in the superconducting magnet according to the present embodiment
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the winding in the superconducting magnet according to the present embodiment.
  • This magnetization M P is obtained by rotating the arrow of the magnetization M P shown in FIG. 4 by 90 degrees while maintaining parallel to the tape surface, and has no influence on the uniformity of the central magnetic field. That is, it is possible to maintain the center field B I due as in the case transport current of the first embodiment homogeneous.
  • the AC winding 8 may be a winding made of a superconductor or a winding made of a non-superconductor. That is, it is sufficient that the thickness and the critical current density of the superconducting winding 2, and transport current magnitude of the alternating magnetic field which is determined in accordance with the I DC (lower limit) can be applied.
  • energization of the alternating current to the alternating-current winding 8 it is not necessary to perform always transport current in a state in which current is energized defined as I DC, a predetermined time (e.g., several seconds to several tens of seconds or a few cycles to a few thousand cycles) is changed to a direction parallel magnetization M P in the tape plane perpendicular directions of magnetization M V on the tape surface by simply energizing, it is possible to maintain the center field B I maintains its state uniform.
  • a predetermined time e.g., several seconds to several tens of seconds or a few cycles to a few thousand cycles
  • the central magnetic field of the superconducting magnet can be made uniform.
  • the alternating magnetic field in the superconducting winding 2 before making measurements by performing a process of applying a predetermined time, changing the magnetization M V in M p. Thereafter, the object is measured with the application of the alternating magnetic field stopped. As long as the current value is not changed, other objects can be continuously measured as they are. And the measurement environment changes, or if there is a change in the current value, when the device is reset, by applying an AC magnetic field again a predetermined time, changing the magnetization M V in M p.
  • the superconducting magnet 1 when an alternating magnetic field is applied, the current distribution of the superconducting winding 2 changes, and the quantized magnetic flux lines move to generate heat. Due to the heat generation, the temperature of the superconducting winding 2 rises slightly for a very short time, and the critical current density is slightly reduced. And by cooling again immediately after critical current density becomes small, critical current density becomes large and the influence with respect to the thermal fluctuation of a quantized magnetic flux line can be suppressed. As a result, magnetic flux creep that causes the quantized magnetic flux lines to move due to thermal oscillation can be remarkably suppressed, and there is an additional advantage that the uniformity of the central magnetic field can be maintained for a long time.
  • the temperature of the refrigerant is raised (for example, about 1 ° C. to 2 ° C.), and the temperature rise of the refrigerant acts in the same manner as described above, so that the quantized magnetic flux Magnetic flux creep that causes the wire to move due to thermal oscillation is remarkably suppressed, and the uniformity of the central magnetic field can be maintained for a long time.
  • the superconducting magnet according to the present invention can be configured as shown in FIGS. That is, you may apply an alternating magnetic field separately for every some site
  • FIG. 10 (A) an alternating magnetic field is applied to each layer with the outer AC winding 4 and the inner AC winding 7 as one set with respect to the superconducting winding 2 composed of three layers. Is. By doing so, the inductance can be further reduced, and the power source can be reduced in size.
  • the AC winding 8 is circulated for each layer with respect to the superconducting winding 2 composed of three layers, and an AC magnetic field is individually applied.
  • the capacity of the power source may be reduced by forming a resonance circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series with the AC winding.
  • FIG. 11 shows a numerical analysis model
  • Table 1 shows calculation parameters.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional view of one side from the center of a superconducting magnet prototyped for experiment
  • Table 2 below shows specifications of the superconducting coil
  • Table 3 shows specifications of the copper coil.
  • the experimental superconducting magnet is obtained by winding a coil made of copper wire coaxially with the superconducting coil inside and outside the superconducting coil made of a superconductor of GdBa 2 Cu 3 O x .
  • FIG. 14 shows the magnitude of the central magnetic field with respect to the current value in the demagnetizing process and the magnetizing process
  • FIG. 15 shows the deviation from the straight line in FIG. 14 (A) and 15 (A) show the results when no alternating magnetic field is applied
  • FIGS. 14 (B) and 15 (B) show the results when an alternating magnetic field is applied.
  • the history disappears and becomes linear by applying an alternating magnetic field.
  • FIG. 15 it can be seen that the deviation from the straight line when the alternating magnetic field in FIG. 14 is applied is improved to a level close to the measurement limit of about 0.1% or less.
  • the superconducting magnet according to the present invention can eliminate the magnetization in the direction perpendicular to the tape surface of the superconducting tape and keep the central magnetic field uniform.

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Abstract

　超伝導巻線の遮蔽電流による磁化を取り除き、超伝導巻線に通電される電流を均流化して、中心磁場の均一性を確保する超伝導磁石を提供する。超伝導体からなる超伝導巻線２と、超伝導巻線２の層の外側に超伝導巻線２と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる外側交流巻線４を有し、外側交流巻線４に交流電流を通電することで、超伝導巻線２に生じる遮蔽電流による磁化方向に対して垂直方向の交流磁場を印加して、磁化を取り除く。また、超伝導巻線２の層の内側に、超伝導巻線２と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる内側交流巻線７を有し、外側交流巻線４に通電される電流方向と内側交流巻線７に通電される電流方向とが相互に逆方向とする。

Description

超伝導磁石及び核磁気共鳴装置
　本発明は、中心磁場が均一化された超伝導磁石に関する。
　例えば、核磁気共鳴装置等に用いられる超伝導磁石の巻線には、一般的にＮｂＴｉの多芯線が用いられている（図１６を参照）。このＮｂＴｉ多芯線は、１つのフィラメントの径が数μｍ～数十μｍと小さいため、巻線の磁化も小さいが、ＮｂＴｉ多芯線の冷媒には液体ヘリウム（大気圧下沸点が約４Ｋ）が用いられる。この液体ヘリウムは、資源に乏しいため高価であると共にいずれは枯渇してしまう危険性がある。
　そこで、資源が豊富な液体水素（大気圧下沸点が約２０Ｋ）や液体窒素（大気圧下沸点が約７７Ｋ）でも超伝導化が可能な超伝導体を利用した核磁気共鳴装置等の研究、開発が進められているが、これらの超伝導体を用いた超伝導線は、一般的に図１７に示すようなテープ形状をしており、超伝導層の幅が数ｍｍ程度、厚さが数μｍ～数百μｍ程度である。したがって、このような超伝導線を巻線に用いた場合は、巻線の磁化が非常に大きくなり、遮蔽電流により巻線を流れる電流が均一ではなく、中心磁場の均一性が損なわれてしまう。
　一方、非特許文献１－４には、直流横磁場に垂直な交流磁場が印加された場合に、直流磁場方向の磁化Ｍが、交流磁場の周期的変化に伴って漸近的に変化し、交流磁場の振幅がある値より大きくなると、定常状態では磁化Ｍが消失する異常横磁場効果について開示されている。また、非特許文献５、６には、テープ状の超伝導線においても、異常横磁場効果が確認されることが開示されている。
Kazuo Funaki and Kaoru Yamafuji, "Abnormal Transverse-Field Effects in Nonideal Type II Superconductors I. A Linear Array of Monofilamentary Wires", Japanese Journal of Applied Physics, Vol.21, No.2, Feb. 1982, pp.299-304 Kazuo Funaki, Teruhide Nidome and Kaoru Yamafuji, "Abnormal Transverse-Field Effects in Nonideal Type 2 Superconductors. II. Influence of Dimention Ratios in a Superconducting Ribbon", Japanese Journal of Applied Physics, Vol.21, No.8, Aug. 1982, pp.1121-1126 Kazuo Funaki, Minoru Noda and Kaoru Yamafuji, "Abnormal Transverse-Field Effects in Nonideal Type 2 Superconductors. III. A Theory for an AC-Induced Decrease in the Semi-Quasistatic Magnetization Parallel to a DC Bias Field ", Japanese Journal of Applied Physics, Vol.21, No.11, Nov. 1982, pp.1580-1587 船木和夫・新留照英・山藤馨，"超電導単芯線の通電時における異常横磁界効果"，九大工学集報，Vol.56, No.1, Jan. 1983, pp.45-51 Ernst Helmut Brandt and Grigorii P.Mikitik, "Why an ac Magnetic Field Shifts the Irreversibility Line in Type-II Superconductors", Physical Review Letters, Vol.89, No.2, July 2002, 027002 Ernst Helmut Brandt and Grigorii P.Mikitik, "Shaking of the critical state by a small transverse ac field can cause rapid relaxation in superconductors", Superconductor Science and Technology, Vol.17, No. 2, Feb. 2004, pp.S1-S5
　しかしながら、上記非特許文献１－６に記載の技術は、１本の線材もしくは複数の短尺試料線材の１次元配列に対して異常横磁場効果があることを示すものであり、超伝導線を巻回した超伝導磁石における中心磁場の均一性を確保する技術ではない。
　本発明は、超伝導巻線の遮蔽電流による磁化を取り除き、超伝導巻線に通電される電流を均流化して、中心磁場の均一性を確保する超伝導磁石等を提供する。
　本願に開示する超伝導磁石は、超伝導体からなる超伝導巻線と、当該超伝導巻線に生じる遮蔽電流による磁化方向に対して垂直方向の交流磁場を印加する磁場印加手段とを備えるものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、超伝導体からなる超伝導巻線に生じる遮蔽電流による磁化方向に対して垂直方向の交流磁場を印加するため、遮蔽電流による磁化を取り除くことができ、超伝導磁石の中心磁場を均一にすることができるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記磁場印加手段が、前記交流磁場を印加すると共に、前記超伝導巻線の層の外側と内側とで流れる方向が、相互に逆方向となるような交流電流が通電される交流巻線を有するものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、超伝導巻線の層の外側と内側とで流れる方向が、相互に逆方向となるような交流電流が通電される交流巻線を有するため、外側の交流巻線により生じる内側の交流巻線の内部の磁場を、内側の交流巻線の磁場で打ち消すことができ、インダクタンスを小さくして、小さい電源で動作することが可能になるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線の層の外側に、前記超伝導巻線と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる外側交流巻線を有し、当該外側交流巻線に交流電流を通電するものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、超伝導巻線の層の外側に、前記超伝導巻線と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる外側交流巻線を有し、当該外側交流巻線に交流電流を通電するため、超伝導巻線の遮蔽電流による磁化方向に対して垂直方向に交流磁場を印加することができ、遮蔽電流による磁化を取り除いて超伝導磁石の中心磁場を均一にすることができるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線の層の内側に、前記超伝導巻線と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる内側交流巻線を有し、前記外側交流巻線に通電される電流方向と前記内側交流巻線に通電される電流方向とが相互に逆方向であるものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、超伝導巻線の層の内側に、前記超伝導巻線と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる内側交流巻線を有し、前記外側交流巻線の電流方向と前記内側交流巻線の電流方向とが相互に逆方向であるため、内側交流巻線内部における外側交流巻線の磁場を、内側交流巻線の磁場で打ち消すことができ、インダクタンスを小さくして、小さい電源で動作することが可能になるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線の巻き方向に対して直交する方向に、前記超伝導巻線の層を周回して巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる交流巻線を有し、当該交流巻線に交流電流を通電するものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、超伝導巻線の巻き方向に対して直交する方向に、超伝導巻線の層を周回して巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる交流巻線を有し、当該交流巻線に交流電流を通電するため、超伝導巻線の遮蔽電流による磁化方向に対して垂直方向に交流磁場を印加することができ、遮蔽電流による磁化を取り除いて超伝導磁石の中心磁場を均一にすることができるという効果を奏する。また、超伝導巻線の外側と内側とで、必然的に電流の向きを逆向きにすることができるため、外側の交流巻線により生じる内側の交流巻線の内部の磁場を、内側の交流巻線の磁場で打ち消すことができ、インダクタンスを小さくして、小さい電源で動作することが可能になるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記超伝導巻線が、高温超伝導体からなるテープ状の巻線である。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、高温超伝導体からなるテープ状の巻線であるため、高価で資源が乏しい液体ヘリウムを用いる必要がなく、安価で豊富な資源を有効的に活用することができるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記磁場印加手段が、印加する交流磁場を次第に減衰させるものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、印加する交流磁場を次第に減衰させるため、異常横磁場効果による交流磁場方向の磁化を小さくすることができ、超伝導磁石の中心磁場への影響を最小限に抑えることができるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記超伝導巻線の温度を所定の時間だけ上昇させる温度制御手段を備えるものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、超伝導巻線の温度を所定の時間だけ上昇させる温度制御手段を備えるため、超伝導巻線の温度を所定の時間だけ上昇させ、それにより臨界電流密度が若干小さくなり、臨界電流密度が小さくなった直後に再び冷却されることで、臨界電流密度が大きくなり、量子化磁束線の熱揺動に対する影響を抑制することができる。その結果、量子化磁束線が熱揺動により動いてしまう磁束クリープを格段に抑制することができ、中心磁場の均一度を長時間にわたり保持できるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記温度制御手段が前記交流巻線であり、当該交流巻線と前記超伝導巻線とが密接した状態で配設されているものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、交流巻線と超伝導巻線とが密接した状態で配設されているため、交流巻線で発生する熱が超伝導巻線に伝わることにより超伝導巻線の温度を所定の時間だけ上昇させ、それにより臨界電流密度が若干小さくなり、臨界電流密度が小さくなった直後に再び冷却されることで、臨界電流密度が大きくなり、量子化磁束線の熱揺動に対する影響を抑制することができる。その結果、量子化磁束線が熱揺動により動いてしまう磁束クリープを格段に抑制することができ、中心磁場の均一度を長時間にわたり保持できるという効果を奏する。
　本願に開示する超伝導磁石は、前記温度制御手段が、冷媒と共に前記超伝導磁石が収納されている筐体内の圧力を制御する圧力制御部を有するものである。
　このように、本願に開示する超伝導磁石においては、温度制御手段が、冷媒と共に前記超伝導磁石が収納されている筐体内の圧力を制御することで、筐体内の冷媒の温度を上昇させて超伝導巻線の温度を所定の時間だけ上昇させ、それにより臨界電流密度が若干小さくなり、臨界電流密度が小さくなった直後に再び冷却されることで、臨界電流密度が大きくなり、量子化磁束線の熱揺動に対する影響を抑制することができる。その結果、量子化磁束線が熱揺動により動いてしまう磁束クリープを格段に抑制することができ、中心磁場の均一度を長時間にわたり保持できるという効果を奏する。
　本願に開示する核磁気共鳴装置は、前記超伝導磁石を用いた核磁気共鳴装置であって、前記磁場印加手段が、測定の対象となる対象物を測定する前に所定時間交流磁場を印加し、測定時には前記交流磁場を印加しないものである。
　このように、本願に開示する核磁気共鳴装置においては、測定の対象となる対象物を測定する前に所定時間交流磁場を印加し、測定時には前記交流磁場を印加しないため、測定時に交流磁場の影響を受けることがなく、正確な測定を実現することができるという効果を奏する。
　本願に開示する核磁気共鳴装置は、前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線に通電する電流値を変更するときに前記交流磁場を印加するものである。
　このように、本願に開示する核磁気共鳴装置においては、超伝導巻線に通電する電流値を変更するときに前記交流磁場を印加するため、測定環境が変わって電流値が変更された場合であっても、遮蔽電流による磁化を取り除いて超伝導磁石の中心磁場を均一にすることができ、正確な測定を実現することができるという効果を奏する。すなわち、電流値が変更された場合には、超伝導磁石がリセットされて再び遮蔽電流が流れてしまうが、交流磁場を印加することで、遮蔽電流による磁化を取り除くことができる。
第１の実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第１の斜視図である。 第１の実施形態に係る超伝導磁石におけるテープ線材の遮蔽電流と磁化方向を示す第１の図である。 第１の実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第１の断面図である。 第１の実施形態に係る超伝導磁石におけるテープ線材の遮蔽電流と磁化方向を示す第２の図である。 第１の実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第２の斜視図である。 第１の実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第２の断面図である。 第１の実施形態に係る超伝導磁石における外側交流巻線と内側交流巻線の磁場分布を示す図である。 第２の実施形態に係る超伝導磁石における巻線の斜視図である。 第２の実施形態に係る超伝導磁石における巻線の断面図である。 その他の実施形態に係る超伝導磁石における巻線の断面図である。 本発明の実施例に係る超伝導磁石のシミュレーションモデルを示す図である。 本発明の実施例に係る超伝導磁石のシミュレーション結果を示す図である。 本発明の実施例に係る超伝導磁石の試作コイルの構造を示す図である。 本発明の実施例に係る超伝導磁石の実験結果を示す第１の図である。 本発明の実施例に係る超伝導磁石の実験結果を示す第２の図である。 従来の多芯線を用いた場合の超伝導磁石を示す図である。 従来のテープ線を用いた場合の超伝導磁石を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
　　（本発明の第１の実施形態）
　本実施形態に係る超伝導磁石について、図１ないし図７を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第１の斜視図、図２は、本実施形態に係る超伝導磁石におけるテープ線材の遮蔽電流と磁化方向を示す第１の図、図３は、本実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第１の断面図、図４は、本実施形態に係る超伝導磁石におけるテープ線材の遮蔽電流と磁化方向を示す第２の図、図５は、本実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第２の斜視図、図６は、本実施形態に係る超伝導磁石における巻線の第２の断面図、図７は、本実施形態に係る超伝導磁石における外側交流巻線と内側交流巻線の磁場分布を示す図である。
　本実施形態に係る超伝導磁石１は、超伝導体からなる超伝導巻線２と、超伝導巻線２の層の外側に、超伝導巻線２の中心軸３と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる外側交流巻線４と、超伝導巻線２に直流電流を通電する直流電源部５と、外側交流巻線４に交流電流を通電する交流電源部６とを備える。
　超伝導巻線２は超伝導体からなるものであればよく、ここでは特に、Ｂｉ－２２２３銀シーステープ線やＹ系又は希土類系薄膜導体等の高温超伝導線からなる巻線であるとする。これらの線材を用いて超伝導磁石を形成する場合、典型的には、超伝導層の幅が数ｍｍ（例えば、Ｂｉ－２２２３線材が４ｍｍ程度、Ｙ－１２３線材が１０ｍｍ程度）、厚さが数μｍ～数百μｍ（例えば、Ｂｉ－２２２３線材が２００μｍ程度、Ｙ－１２３線材が１μｍ程度）のテープ状であり、巻回して電流ＩDC（＝輸送電流とする）を通電すると巻線自身の遮蔽電流による磁化により中心磁場の均一性が損なわれてしまう。
　このときの遮蔽電流による磁化を図２に示す。図２に示すように、テープ線材の一端から他端に向けて輸送電流ＩDCが流れており、超伝導巻線２のテープ幅広面内に遮蔽電流ＩMが流れる。この遮蔽電流ＩMによりテープ面に垂直な方向に磁化（＝ＭVとする）して、超伝導磁石１の中心磁場の均一性が損なわれてしまう。なお、この場合、テープ線材の一端から他端に正味流れる輸送電流ＩDCと閉じたループ電流である遮蔽電流ＩMとは区別することができない。
　本実施形態では、図１７や図２に示すようなテープ面に垂直方向の磁化を取り除くために、図３に示すように、超伝導巻線２に生じる遮蔽電流による磁化の方向に対して垂直方向に交流磁場を印加する。図３は、図１における矢印Ａの矢視図である。図３に示すように、テープ状の超伝導巻線２が複数ターン巻回されており、その外側に外側交流巻線４が巻回されている。超伝導巻線２の輸送電流ＩDCにより矢印ａの中心磁場ＢIが生じる。なお、図３では超伝導巻線２を１層のみ図示しているが、複数層に亘って巻回されていてもよい。
　外側交流巻線４により図１７や図２に示す磁化ＭVに対して垂直方向に、図３の矢印ｂが示す交流磁場ＢACを印加する。すなわち、外側交流巻線４に交流電流ＩACを通電することで交流磁場ＢACを印加する。超伝導巻線２に交流磁場ＢACが印加されることで、異常横磁場効果により、テープ面に垂直な方向の磁化ＭVが消失し、テープ面に平行な方向の磁化ＭPに変化する。
　この変化後の遮蔽電流による磁化を図４に示す。図４に示すように、異常横磁場効果により遮蔽電流ＩMがテープ線材の上面と下面に対で流れるようになり、磁化ＭVが消失し、テープ面に対して平行な磁化ＭPに変化する。このテープ面に平行な磁化ＭPは、超伝導磁石１の中心磁場の均一性に対して何ら影響を与えない。すなわち、輸送電流ＩDCによる超伝導磁石１の中心磁場ＢIを均一に保つことができる。
　なお、外側交流巻線４は、超伝導体からなる巻線でもよいし、非超伝導体からなる巻線でもよい。すなわち、超伝導巻線２の厚みと臨界電流密度、および輸送電流ＩDCに応じて決まる交流磁場の大きさ（下限値）が印加できるものであればよい。
　ここで、交流磁場の大きさに関してより具体的に説明する。異常横磁場効果における交流磁場の閾値（下限値）［Ｔ］について以下の式が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　μ０は真空透磁率、ＪＣは臨界電流密度、ＩＣは臨界電流、ＩＤＣは輸送電流であり、超伝導巻線２のテープの厚みをｄとする。すなわち、印加する交流磁場の閾値Ｂｔｈは、臨界電流密度ＪＣ、テープの厚みｄ、輸送電流ＩＤＣ（又は臨界電流に対する輸送電流で示される負荷率ＩＤＣ／ＩＣ）によって決まる。したがって、このＢｔｈが印加できるように外側交流巻線４を設計することで、本願発明を実現することができる。また、上述したように、高温超伝導線のテープの幅は数ｍｍ程度、厚みは数μｍ～数百μｍと非常に薄いため、上記式から印加する交流磁場の値を微小にすることができる。
　また、外側交流巻線４への交流電流の通電は、常時行う必要がなく、輸送電流ＩDCとして規定の電流が通電された状態で所定時間（例えば、数秒～数十秒又は数周期～数千周期）通電するだけで、テープ面に垂直な方向の磁化ＭVをテープ面に平行な方向の磁化ＭPに変化させ、その状態を維持して超伝導磁石１の中心磁場ＢIを均一に保つことができる。本実施形態の超伝導磁石を測定等に用いる場合は、測定前に磁化ＭVを消失させておけばよい。
　さらに、交流電流を通電する際に電流値を次第に減衰させるようにしてもよい。すなわち、交流磁場印加後の磁化ＭPは、交流磁場の印加を停止したときの状態で維持されるため、交流電流を次第に減衰させることで、磁化ＭPの影響を最小限に抑えることができる。
　このように、超伝導巻線２に対して交流磁場を印加することで、超伝導磁石１の中心磁場を均一にすることが可能であるが、外側交流巻線４のインダクタンスが大きくなるため、大きな電源が必要となる場合がある。そこで、本実施形態においては、超伝導巻線２の内側に、外側交流巻線４の磁場を打ち消すための内側交流巻線７をさらに備える構成とすることもできる。
　図５は、内側交流巻線７を備えた場合の超伝導磁石１の斜視図であり、図６は、図５における矢印Ｂの矢視図である。図５、図６に示すように、超伝導磁石１は、超伝導巻線２の内側に、交流電源部６に接続する内側交流巻線７を備えており、外側交流巻線４に流れる電流と内側交流巻線７に流れる電流は向きが逆になるように制御される。つまり、図７に示すように、外側交流巻線４の内側に生じる磁場（図７（Ａ）を参照）のうち、内側交流巻線７の内側に生じる磁場（図７（Ｂ）参照）を相殺する（図７（Ｃ）を参照）ことができるため、インダクタンスを小さくすることができる。すなわち、小さい電源で電流を通電することができる。
　なお、内側交流巻線７は、外側交流巻線４と同様に、超伝導体からなる巻線でもよいし、非超伝導体からなる巻線でもよい。また、それぞれの交流巻線を超伝導巻線２と同様にテープ状にすることで、巻回する手間を軽減することができ、製造工程を非常に効率化することができる。
　このように、内側交流巻線７の内部における外側交流巻線４の磁場を内側交流巻線７の磁場で打ち消すことができ、インダクタンスを小さくして、小さい電源で動作することが可能になる。
　　（本発明の第２の実施形態）
　本実施形態に係る超伝導磁石について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る超伝導磁石における巻線の斜視図、図９は、本実施形態に係る超伝導磁石における巻線の断面図である。
　なお、本実施形態において前記第１の実施形態と重複する説明については省略する。
　本実施形態に係る超伝導磁石１は、超伝導体からなる超伝導巻線２と、超伝導巻線２の巻き方向に対して直交する方向に、超伝導巻線２の層を周回して巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる交流巻線８と、超伝導巻線２に直流電流を通電する直流電源部５と、交流巻線８に交流電流を通電する交流電源部６とを備える。
　図９は、図８における矢印Ｃの矢視図である。本実施形態では、図１７や図２に示すようなテープ面に垂直方向の磁化ＭVを取り除くために、図８、図９に示すように、超伝導巻線２の巻き方向と垂直な方向（超伝導巻線２の軸と同じ方向）に、超伝導巻線２の層を包含するように交流巻線８を巻回して交流電源部６に接続する。この交流巻線８に交流電流ＩACを通電することで図９の矢印ｃ（紙面に対して垂直方向の矢印）が示す交流磁場ＢACを印加し、異常横磁場効果により、テープ面に垂直な方向の磁化ＭVを消失させて、テープ面に平行な方向の磁化ＭPに変化させる。この磁化ＭPは、図４に示す磁化ＭPの矢印を、テープ面との平行を保ったまま９０度回転させたものであり、中心磁場の均一性に対して何ら影響を与えない。すなわち、第１の実施形態の場合と同様に輸送電流による中心磁場ＢIを均一に保つことができる。
　なお、ここでも交流巻線８は、超伝導体からなる巻線でもよいし、非超伝導体からなる巻線でもよい。すなわち、超伝導巻線２の厚みと臨界電流密度、および輸送電流ＩDCに応じて決まる交流磁場の大きさ（下限値）が印加できるものであればよい。
　また、交流巻線８への交流電流の通電は、常時行う必要がなく、輸送電流ＩDCとして規定の電流が通電された状態で、所定時間（例えば、数秒～数十秒又は数周期～数千周期）通電するだけでテープ面に垂直な方向の磁化ＭVをテープ面に平行な方向の磁化ＭPに変化させ、その状態を維持して中心磁場ＢIを均一に保つことができる。
　このように、超伝導巻線２に対して交流磁場を印加することで、超伝導磁石の中心磁場を均一にすることが可能となる。
　　（その他の実施形態）
　上記各実施形態における超伝導磁石１は、中心磁場の均一性を高く保つことが可能であることから、中心磁場の均一性が高精度に要求されるＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：核磁気共鳴法）やＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ：核磁気共鳴画像法）に用いることに適している。
　本発明に係る超伝導磁石をＮＭＲやＭＲＩに用いる場合、測定を行う前に超伝導巻線２に交流磁場を所定時間印加する処理を行うことで、磁化ＭVをＭpに変化させる。その後、交流磁場の印加を停止した状態で対象物の測定を行う。電流値が変更されない限りは、そのまま連続して他の対象物を測定することができる。測定環境が変わって、電流値の変更があった場合や、装置がリセットされた際には、再度交流磁場を所定時間印加して、磁化ＭVをＭpに変化させる。
　また、本発明に係る超伝導磁石１において、交流磁場が印加されることで超伝導巻線２の電流分布が変化し、量子化磁束線が動いて発熱が起こる。その発熱により、超伝導巻線２の温度が非常に短い時間だけ僅かに上昇し、臨界電流密度が若干小さくなる。そして、臨界電流密度が小さくなった直後に再び冷却されることで、臨界電流密度が大きくなり、量子化磁束線の熱揺動に対する影響を抑制することができる。その結果、量子化磁束線が熱揺動により動いてしまう磁束クリープを格段に抑制することができ、中心磁場の均一度を長時間にわたり保持できる付加的な利点も有する。
　さらに、交流巻線に生じる熱が超伝導巻線２に移動することで、上記と同様の作用により量子化磁束線が熱揺動により動いてしまう磁束クリープを格段に抑制することができ、中心磁場の均一度を長時間にわたり保持できる。
　さらにまた、超伝導磁石１に対して外部から圧力を加えることで冷媒の温度を上げ（例えば、１℃～２℃程度）、この冷媒の温度上昇が上記と同様に作用して、量子化磁束線が熱揺動により動いてしまう磁束クリープを格段に抑制し、中心磁場の均一度を長時間にわたり保持することが可能となる。
　本発明に係る超伝導磁石は図１０（Ａ）、（Ｂ）のような構成とすることもできる。つまり、超伝導巻線２を構成する複数の部位ごとに、個別に交流磁場を印加してもよい。一例として、図１０（Ａ）の場合は、３層からなる超伝導巻線２に対し、外側交流巻線４及び内側交流巻線７を１つの組として、１層ごとに交流磁場を印加するものである。こうすることで、よりインダクタンスを小さくすることができ、電源を小型化することができる。また、別の一例として、図１０（Ｂ）では、３層からなる超伝導巻線２に対し、交流巻線８を１層ごとに周回し、交流磁場を個別に印加するものである。
　なお、上記各実施形態において、交流巻線と直列にコンデンサ及び抵抗が接続された共振回路を形成することで、電源の容量を小さくするようにしてもよい。
　（１）シミュレーション
　本発明に係る超伝導磁石について、以下のシミュレーションを行った。図１１に数値解析モデルを示し、計算パラメータを表１に示す。図１１の数値解析モデルを用いて、テープ状の超伝導線に輸送電流Ｉzを通電し、外部の直流磁場Ｂy、交流磁場Ｂxを印加した場合の磁化Ｍx、Ｍyの時間変化を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　このシミュレーション結果を図１２に示す。図１２に示すように、磁化Ｍyは指数関数的に減少し、テープ状の超伝導線の電流が均流化していることがわかる。つまり、テープ面に垂直方向の磁化Ｍyが消失することが示されている。
　（２）実験
　本発明に係る超伝導磁石について、以下の実験を行った。図１３に実験用に試作した超伝導磁石の中心から片側の断面図を示し、下記の表２に超伝導コイルの諸元、表３に銅コイルの諸元を示す。実験用の超伝導磁石は、ＧｄＢａ2Ｃｕ3Ｏxの超伝導体からなる超伝導コイルの内側と外側に、超伝導コイルと同軸で銅線からなるコイルを巻回したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図１４及び図１５に実験結果を示す。図１４は、減磁過程と増磁過程における電流値に対する中心磁場の大きさを示し、図１５は、図１４における直線からのずれを示している。図１４（Ａ）及び図１５（Ａ）は、交流磁場を印加しなかった場合の結果であり、図１４（Ｂ）及び図１５（Ｂ）は、交流磁場を印加した場合の結果である。図１４から明らかなように、交流磁場を印加することで履歴が消滅し直線的となっていることがわかる。また、図１５から明らかなように、図１４における交流磁場を印加した場合の直線からのずれは、０．１％程度以下の測定限界に近いレベルにまで向上していることがわかる。
　以上の実験結果から、本発明に係る超伝導磁石は、超伝導テープのテープ面に垂直な方向の磁化を消失させて、中心磁場を均一に保つことができる。
　　１　超伝導磁石
　　２　超伝導巻線
　　３　中心軸
　　４　外側交流巻線
　　５　直流電源部
　　６　交流電源部
　　７　内側交流巻線
　　８　交流巻線

Claims (12)

  1. 　超伝導体からなる超伝導巻線と、当該超伝導巻線に生じる遮蔽電流による磁化方向に対して垂直方向の交流磁場を印加する磁場印加手段とを備えることを特徴とする超伝導磁石。
  2. 　請求項１に記載の超伝導磁石において、
    　前記磁場印加手段が、前記交流磁場を印加すると共に、前記超伝導巻線の層の外側と内側とで流れる方向が逆方向となるような交流電流が通電される交流巻線を有することを特徴とする超伝導磁石。
  3. 　請求項１又は２に記載の超伝導磁石において、
    　前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線の層の外側に、前記超伝導巻線と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる外側交流巻線を有し、当該外側交流巻線に交流電流を通電することを特徴とする超伝導磁石。
  4. 　請求項２又は３に記載の超伝導磁石において、
    　前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線の層の内側に、前記超伝導巻線と同軸で巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる内側交流巻線を有し、前記外側交流巻線に通電される電流方向と前記内側交流巻線に通電される電流方向とが相互に逆方向であることを特徴とする超伝導磁石。
  5. 　請求項１又は２に記載の超伝導磁石において、
    　前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線の巻き方向に対して直交する方向に、前記超伝導巻線の層を周回して巻回された超伝導体又は非超伝導体からなる交流巻線を有し、当該交流巻線に交流電流を通電することを特徴とする超伝導磁石。
  6. 　請求項１ないし５のいずれかに記載の超伝導磁石において、
    　前記超伝導巻線が、高温超伝導体からなるテープ状の巻線であることを特徴とする超伝導磁石。
  7. 　請求項１ないし６のいずれかに記載の超伝導磁石において、
    　前記磁場印加手段が、印加する交流磁場を次第に減衰させることを特徴とする超伝導磁石。
  8. 　請求項１ないし７のいずれかに記載の超伝導磁石において、
    　前記超伝導巻線の温度を所定の時間だけ上昇させる温度制御手段を備えることを特徴とする超伝導磁石。
  9. 　請求項８に記載の超伝導磁石において、
    　前記温度制御手段が前記交流巻線であり、当該交流巻線と前記超伝導巻線とが密接した状態で配設されていることを特徴とする超伝導磁石。
  10. 　請求項８又は９に記載の超伝導磁石において、
    　前記温度制御手段が、冷媒と共に前記超伝導磁石が収納されている筐体内の圧力を制御する圧力制御部を有することを特徴とする超伝導磁石。
  11. 　請求項１ないし１０のいずれかに記載の超伝導磁石を用いた核磁気共鳴装置であって、
    　前記磁場印加手段が、測定の対象となる対象物を測定する前に所定時間交流磁場を印加し、測定時には前記交流磁場を印加しないことを特徴とする核磁気共鳴装置。
  12. 　請求項１１に記載の核磁気共鳴装置において、
    　前記磁場印加手段が、前記超伝導巻線に通電する電流値を変更するときに前記交流磁場を印加することを特徴とする核磁気共鳴装置。
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