JP3590150B2 - セラミック超伝導リード線アセンブリ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の背景】
本発明は、低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導装置用の超伝導リード線アセンブリに関するものである。更に詳しく言えば、本発明は湿気及び破損に対して抵抗性を有するセラミック超伝導リード線を含む超伝導リード線アセンブリに関する。
【０００２】
超伝導装置としては、超伝導磁気エネルギ貯蔵装置、超伝導回転子及び超伝導磁石が挙げられるが、それらのみに限定されるわけではない。超伝導磁石の中には、一様な高強度磁界を生み出す超伝導コイルに電気を供給するためのセラミック超伝導リード線を含むものがあり、また医療診断学の分野において使用される磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）装置用のものがある。超伝導磁石を冷却するための公知技術の一例としては、固体伝導に基づいて超伝導コイルを低温冷却器のコールドヘッドにより冷却する技術が挙げられる。
【０００３】
公知のセラミック超伝導リード線の中には、低温冷却器のコールドヘッドの（約４０ケルビンの温度の）第１段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結される第１の末端と低温冷却器のコールドヘッドの（約１０ケルビンの温度の）第２段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結される第２の末端とを有するＤＢＣＯ（ジスプロシウム−バリウム−銅酸化物）、ＹＢＣＯ（イットリウム−バリウム−銅酸化物）及びＢＳＣＣＯ（ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅酸化物）超伝導リード線が含まれる。
【０００４】
セラミック超伝導リード線を取扱う際には多大の注意を払う必要がある。なぜなら、それらは脆くて、たとえばリード線の組立てや磁石中へのリード線の設置に際して破損し易いからである。また、超伝導磁石の真空環境中に設置する前にセラミック超伝導リード線を湿気に暴露しないように多大の注意を払うことも必要である。なぜなら、セラミック超伝導リード線は水分と反応して化学変化を受け、それによってそれらの超伝導電流容量が低下するからである。更にまた、超伝導装置内に設置された超伝導リード線は時には衝撃力及び振動力を受け、そのために破損することがある。たとえば、ＭＲＩ磁石中の超伝導リード線は磁石の輸送や据付けに際して衝撃力及び振動力を受け易く、また軍艦用磁石中の超伝導リード線は掃海作業における使用に際して衝撃力及び振動力を受け易い。公知のセラミック超伝導リード線アセンブリは、リード線の取扱いあるいはリード線アセンブリを収容した超伝導装置の輸送や設置に際して見られる衝撃力及び振動力に原因する破損に対して保護されておらず、また湿気による破損に対しても保護されていない。それ故、セラミック超伝導リード線を湿気及び破損に対して保護した、低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導装置用の超伝導リード線アセンブリが要望されているのである。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の目的は、セラミック超伝導リード線を湿気及び破損に対して保護するようにした、低温冷却器によって冷却される超伝導磁石用の超伝導リード線アセンブリを提供することにある。
本発明の超伝導リード線アセンブリは、第１段及び第２段を有する低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導装置用のものである。かかる超伝導リード線アセンブリは第１のセラミック超伝導リード線及び第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被を含んでいる。第１のセラミック超伝導リード線は、低温冷却器のコールドヘッドの第１段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第１の末端と、低温冷却器のコールドヘッドの第２段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第２の末端とを有している。第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被は、第１のセラミック超伝導リード線を全体的に包囲しながらそれに接触して固定されている。なお、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被は第１のセラミック超伝導リード線の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有している。
【０００６】
好適な実施の態様においては、超伝導リード線アセンブリはジャケット（たとえば、ポリスチレンフォーム製のジャケット）及び剛性支持管（たとえば、ステンレス鋼製の支持管）をも含んでいる。ジャケットは約５０ケルビンの温度におけるガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有しており、また剛性支持管は５０ケルビンの温度におけるステンレス鋼の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有している。ジャケットは、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被を全体的に包囲しながらそれに圧縮状態で接触している。剛性支持管はジャケットを概して包囲すると共に、低温冷却器のコールドヘッドの第１段から離隔した第１の末端と、低温冷却器のコールドヘッドの第２段に対して熱的に連結し得る第２の末端とを有している。
【０００７】
本発明はいくつかの利点を有している。すなわち、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被は第１のセラミック超伝導リード線を湿気から保護すると共に、取扱いに際して第１のセラミック超伝導リード線を破損から保護するための剛性包囲体を提供する。周囲を取巻くポリスチレンフォーム製のジャケット及びステンレス鋼製の剛性支持管は、超伝導装置内に設置された第１のセラミック超伝導リード線を衝撃力及び振動力による破損から保護するために役立つ。
【０００８】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施の態様を説明しよう。
【０００９】
【好適な実施の態様の詳細な説明】
図１及び２には、本発明の好適な実施の態様に基づく超伝導リード線アセンブリ１０が示されている。なお、これらの図中においては、同じ構成要素は同じ参照番号によって表されている。超伝導リード線アセンブリ１０は超伝導装置１２用のものである。図１に示された超伝導装置１２は超伝導磁石１３で構成されている。その他の超伝導装置としては、超伝導磁気エネルギ貯蔵装置及び超伝導回転子が挙げられるが、それらのみに限定されるわけではない。
【００１０】
好ましくは、超伝導磁石１３は縦方向に延びる軸線１４を有すると共に、軸線１４とほぼ同軸的に整列した概して環状円筒形の真空容器１６を含んでいる。真空容器１６は、超伝導リード線アセンブリ１０を密閉状態で封入する部分１８を有している。超伝導磁石１３はまた、軸線１４とほぼ同軸的に整列しかつ真空容器１６の内部にそれから離隔して配置された概して環状円筒形の熱遮蔽体２０をも含んでいる。熱遮蔽体２０は、超伝導リード線アセンブリ１０を熱的に遮蔽する部分２２を有している。更に超伝導磁石１３は、軸線１４とほぼ同軸的に整列しかつ熱遮蔽体２０の内部にそれから離隔して配置された概してソレノイド状の超伝導コイル２４をも含んでいる。超伝導伝導コイル２４は、通例、第１の末端２６及び第２の末端２８を有する１本の連続した（若しくは重ね継ぎされた）超伝導線又はテープ（たとえば、ニオブ−スズ超伝導テープ）を巻いたものから成っている。超伝導コイル２４上には、通例はアルミニウムから成るコイルオーバーバンド３０が焼ばめによって取付けられている。通例はフィラメント状の黒鉛から成りかつ半径方向に沿って配置された断熱管３２により、熱遮蔽体２０は真空容器１６に対して位置決めされ、また超伝導コイル２４は（コイルオーバーバンド３０を介して）熱遮蔽体２０に対して位置決めされている。超伝導コイルを一層確実に支持するためには、通例はモノフィラメント状のガラス又は黒鉛から成る競走用トラック形の連結棒ストラップ（図示せず）を用いて超伝導コイルの構造延長部を真空容器から支持すればよい。また、衝撃及び振動に対して一層良好な保護が達成されるように超伝導コイルを取付けるためには、「耐衝撃性支持構造物を有する超伝導磁石（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｓｃｈｏｃｋ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」と称する、発明者エバンゲロス・ティー・ラスカリス（Ｅｖａｎｇｅｌｏｓ Ｔ． Ｌａｓｋａｒｉｓ）等による米国特許出願の明細書中に開示されているような、くぼみ形磁石支持体アセンブリ（図示せず）を使用すればよい。
【００１１】
超伝導磁石１３は、たとえばギフォード・マクマフォン（Ｇｉｆｆｏｒｄ ＭｃＭａｈｏｎ）低温冷却器のような低温冷却器のコールドヘッド３４によって冷却される。かかるコールドヘッド３４は、（たとえば、ボルト（図示せず）によって）真空容器１６に気密状態で連結されたハウジング３６、（たとえば、熱遮蔽体２０と熱的に接触した柔軟な熱母線４０に第１段３８を熱的に接触させることにより）固体伝導状態で熱遮蔽体２０と熱的に接触して配置された第１段３８、及び（たとえば、コイルオーバーバンド３０を介して超伝導コイル２４と熱的に接触した冷却リング４６と熱的に接触した柔軟な熱母線４４に第２段４２を熱的に接触させることにより）固体伝導状態で超伝導コイル２４と熱的に接触して配置された第２段４２を有している。低温冷却器のコールドヘッドを用いて超伝導磁石を冷却するための別の方法（図示せず）としては、固体母線の一端を固体伝導状態で超伝導コイルと熱的に接触させかつ他端を一定量の液体状及び気体状ヘリウム中に配置すると共に、気体状ヘリウムを低温冷却器のコールドヘッドによって冷却する方法が挙げられる。
【００１２】
超伝導リード線アセンブリ１０は、低温冷却器のコールドヘッド３４の第１段３８に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第１の末端５０と、低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第２の末端５２とを有する第１のセラミック超伝導リード線４８を含んでいる。超伝導リード線アセンブリ１０はまた、第１のセラミック超伝導リード線４８とほぼ同等でありかつそれから離隔して配置された第２のセラミック超伝導リード線５４をも含んでいる。第２のセラミック超伝導リード線５４は、低温冷却器のコールドヘッド３４の第１段３８に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第１の末端５６と、低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第２の末端５８とを有している。
【００１３】
かかる連結を行うための好適な構成によれば、超伝導リード線アセンブリ１０はまた、柔軟な銅編組リード線６０、６２、６４及び６６、銅製の剛性熱ステーション６８、並びにニッケルめっきベリリア製カラー７０、７２及び７４をも含んでいる。セラミック超伝導リード線４８及び５４の末端５０、５２、５６及び５８のそれぞれには銀製のパッドが焼結されており、そして各々のパッドにはんだ付けされた銅製の取付部品によって対応する柔軟な銅編組リード線６０、６２、６４又は６６の捲縮末端が固定されている（銀製のパッド及び銅製の取付部品は図示されていない）。柔軟な銅編組リード線６０及び６２は、柔軟な熱母線４０を介して第１段３８に接触した熱遮蔽体２０に固定されたベリリア製カラー７０に接触しながらそれを貫通することにより、低温冷却器のコールドヘッド３４の第１段３８に対して非導電的かつ熱的に連結することができる（そして実際に連結されている）。次いで、柔軟な銅編組リード線６０及び６２は超伝導リード線アセンブリ１０を封入する真空容器部分１８に気密状態で取付けられたセラミック製のリード線貫通装置７６を通過し、それから電源（図示せず）に対して電気的に接続されている。柔軟な銅編組リード線６４及び６６は、冷却リング４６及び柔軟な熱母線４４を介して第２段４２に接触する剛性熱ステーション（又はフランジ）６８に固定されたそれぞれのベリリア製カラー７２及び７４に接触しながらそれらを貫通することにより、低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して非導電的かつ熱的に連結することができる（そして実際に連結されている）。このように、第１及び第２のセラミック超伝導リード線４８及び５４の第２の末端５２及び５８は剛性熱ステーション６８に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結されていることが認められよう。セラミック超伝導リード線４８及び５４の冷却を行うため、剛性熱ステーション６８は冷却リング４６に取付けられていることに注意されたい。その後、柔軟な銅編組リード線６４及び６６は超伝導コイル２４を構成する超伝導線又はテープのそれぞれの末端２６及び２８に対して電気的に接続されている。なお、かかる電気的接続は冷却リング４６に固定された端子ブロック７８によって行われる。
【００１４】
超伝導リード線アセンブリ１０はまた、第１のセラミック超伝導リード線４８を全体的に包囲しながらそれに接触して固定された第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０、及び第２のセラミック超伝導リード線５４を全体的に包囲しながらそれに接触して固定された第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８２をも含んでいる。第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０は、第１のセラミック超伝導リード線４８の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有している。第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８２は第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０とほぼ同等のものであり、かつそれから離隔して配置されている。本発明者等は、かかるガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０及び８２が温度差による熱応力を最小限に抑えながら剛性の構造被覆を提供し、破損の危険なしにセラミック超伝導リード線４８及び５４の取扱いを可能にし、かつセラミック超伝導リード線の超伝導性能を低下させる湿気の作用からセラミック超伝導リード線４８及び５４を保護することを見出した。
【００１５】
超伝導磁石１３内に設置された場合において超伝導リード線アセンブリ１０を衝撃力及び振動力から更に保護することを必要とする用途に対しては、超伝導リード線アセンブリ１０はジャケット８４及び剛性支持管８６をも含んでいる。ジャケット８４は、約５０ケルビンの温度におけるガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有する連続気泡材料から成っている。ジャケット８４は、第１及び第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０及び８２を全体的に包囲しながらそれらに圧縮状態で接触している。剛性支持管８６はジャケット８４を概して包囲すると共に、５０ケルビンの温度におけるステンレス鋼の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有している。剛性支持管８６は第１の末端８８及び第２の末端９０を有していて、第２の末端９０は低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して熱的に連結することができる（そして実際に連結されている）。剛性支持管８６の第２の末端９０は剛性熱ステーション６８に対して強固に取付けられており、また剛性熱ステーション６８は（冷却リング４６及び柔軟な熱母線４４を介して）低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して熱的に連結し得る（そして実際に連結されている）ことに注意されたい。ジャケット８４は、超伝導リード線アセンブリ１０が超伝導装置１２内に設置されている間に衝撃及び振動負荷を受けた場合、超伝導リード線アセンブリ１０に加わる力を一様に支持しかつ分配するために役立つ。また、剛性支持管８６は横断方向及び軸方向の力に対してジャケット８４を支持するために役立つ。
【００１６】
更に超伝導リード線アセンブリ１０は、ジャケット８４を概して包囲しながらそれに接触して固定されたガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２をも含むことが好ましい。この実施の態様においては、剛性支持管８６はガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２を概して包囲しながらそれに接触して固定されている。更にまた、ジャケット８４がガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０及び８２から剥離して望ましくない振動接触状態を生じる傾向を排除するため、超伝導リード線アセンブリ１０はガラス繊維強化エポキシ製リード線外被８０及び８２に対してジャケット８４を一層確実に固定するための金属線９４をも含んでいる。金属線９４は剛性支持管８６の内部に配置され、そしてジャケット８４の回りにほぼ螺旋状に巻付けられてそれを緊縛している。なお、金属線９４は剛性支持管８６の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有している。この実施の態様においては、ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２もまた金属線９４に固定されている。本発明者等の判断によれば、ジャケット８４、金属線９４、ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２、剛性支持管８６及び剛性熱ステーション６８の使用は、セラミック超伝導リード線４８及び５４が超伝導磁石１３（又はその他の超伝導装置）内に設置された場合、（ガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線８０及び８２の有無にかかわらず）それらを衝撃及び振動から良好に保護するために役立つものと考えられる。
【００１７】
実施の一態様に従えば、第１及び第２のセラミック超伝導リード線４８及び５４の各々は多結晶質の焼結セラミック超伝導リード線である。セラミック超伝導リード線４８及び５４の各々は、ＤＢＣＯ（ジスプロシウム−バリウム−銅酸化物）ＹＢＣＯ（イットリウム−バリウム−銅酸化物）及びＢＳＣＣＯ（ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅酸化物）から成る群より選ばれた同一の物質から成ることが好ましい。なお、好適なセラミック超伝導リード線４８及び５４は結晶粒の整列したＤＢＣＯ、結晶粒の整列したＹＢＣＯ、又は結晶粒の整列したＢＳＣＣＯから成る超伝導リード線である。結晶粒の整列が好適である理由は、それが漂遊磁界中におけるリード線の性能を向上させることにある。ジャケット８４はポリスチレンフォーム製のジャケットであることが好ましく、また剛性支持管８６はステンレス鋼製又はチタン製の支持管であることが好ましい。また、柔軟な銅編組リード線６０、６２及び６６はＯＦＨＣ（無酸素硬質銅）から成ることが好ましい。更にまた、柔軟な熱母線４０及び４４は積層されたＯＦＨＣ銅から成ることが好ましい。
【００１８】
正常な超伝導モードの磁石動作に際しては、セラミック超伝導リード線４８及び５４並びに超伝導コイル２４中を電流が超伝導状態で流れると共に、常伝導性の柔軟な銅編組リード線６０、６２、６４及び６６中を電流が常伝導状態で流れることに注意されたい。更にまた、超伝導リード線アセンブリ１０はセラミック超伝導リード線の（通例は約４０ケルビンの温度にある）第１の末端５０及び５６と（通例は約１０ケルビンの温度にある）第２の末端５２及び５８との間に高い熱インピーダンスを与えることにも注意されたい。
【００１９】
超伝導装置１２用の超伝導リード線アセンブリ１０を製造するための好適な方法は、（ａ）一定の長さを有する第１のセラミック超伝導リード線４８を用意し、（ｂ）第１のセラミック超伝導リード線４８の長さよりも小さい幅を有する第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品を作製し、（ｃ）第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品の幅のほぼ１／２だけ重なり合うようにしながら、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品から成る第１のリード線外被８０を第１のセラミック超伝導リード線４８に対して直接にかつほぼ螺旋状に巻付け、（ｄ）第１のリード線外被８０をほぼ室温下で少なくとも約８時間にわたり空気硬化させ、（ｅ）第１のセラミック超伝導リード線４８とほぼ同等な、一定の長さを有する第２のセラミック超伝導リード線５４を用意し、（ｆ）第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品とほぼ同等な第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品を作製し、（ｇ）第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品の幅のほぼ１／２ だけ重なり合うようにしながら、第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品から成る第２のリード線外被８２を第２のセラミック超伝導リード線５４に対して直接にかつほぼ螺旋状に巻付け、（ｈ）第２のリード線外被８２をほぼ室温下で少なくとも約８時間にわたり空気硬化させ、（ｉ）約５０ケルビンの温度におけるガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有する連続気泡材料を選定し、（Ｊ）硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２の下半分を全体的に包囲するための互いに離隔した切抜き部分を有する連続気泡材料製の下部ブロックを作製し、（ｋ）硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２の上半分を全体的に包囲するための互いに離隔した切抜き部分を有する連続気泡材料製の上部ブロックを作製し、（ｌ）硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２を上部及び下部ブロックで包囲することにより、硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２を全体的に包囲しながらそれらに接触するジャケット８４を形成し、（ｍ）ジャケット８４の回りに金属線９４をほぼ螺旋状に巻き付けてそれを緊縛することにより、ジャケット８４が硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２を全体的に包囲しながらそれらに圧縮状態で接触するようにし、（ｎ）第１のセラミック超伝導リード線４８の長さよりも小さい幅を有する第３のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品を作製し、（ｏ）第３のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品の幅のほぼ１／２だけ重なり合うようにしながら、第３のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品から成るジャケット外被９２をジャケット８４及び金属線９４に対して直接にかつほぼ螺旋状に巻付け、（ｐ）金属線９４の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有し、かつジャケット外被９２の長さよりも小さい長さを有する剛性支持管８６を用意し、（ｑ）剛性支持管８６の内部にジャケット外被９２を挿入し、そして（ｒ）挿入されたジャケット外被９２をほぼ室温下で少なくとも８時間にわたり空気硬化させる諸工程から成っている。
【００２０】
本発明の好適な実施の態様に関する上記の説明は、例示を目的としたものに過ぎない。本発明は開示された特定の実施の態様のみに限定されるわけではないのであって、上記の説明に基づけば様々な変更態様が可能であることは自明であろう。本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によって規定されることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の態様に基づく超伝導リード線アセンブリを収容しかつ低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導磁石の一部分の概略側断面図である。
【図２】図１に示された超伝導リード線アセンブリの拡大概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 超伝導リード線アセンブリ
１２ 超伝導装置
１３ 超伝導磁石
１６ 真空容器
２０ 熱遮蔽体
２４ 超伝導コイル
３４ 低温冷却器のコールドヘッド
３８ 第１段
４０ 熱母線
４２ 第２段
４４ 熱母線
４６ 冷却リング
４８ 第１のセラミック超伝導リード線
５０ 第１の末端
５２ 第２の末端
５４ 第２のセラミック超伝導リード線
５６ 第１の末端
５８ 第２の末端
６０ 銅編組リード線
６２ 銅編組リード線
６４ 銅編組リード線
６６ 銅編組リード線
６８ 剛性熱ステーション
７０ ニッケルめっきベリリア製カラー
７２ ニッケルめっきベリリア製カラー
７４ ニッケルめっきベリリア製カラー
８０ 第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被
８２ 第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被
８４ ジャケット
８６ 剛性支持管
８８ 第１の末端
９０ 第２の末端
９２ ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被
９４ 金属線
【発明の背景】
本発明は、低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導装置用の超伝導リード線アセンブリに関するものである。更に詳しく言えば、本発明は湿気及び破損に対して抵抗性を有するセラミック超伝導リード線を含む超伝導リード線アセンブリに関する。
【０００２】
超伝導装置としては、超伝導磁気エネルギ貯蔵装置、超伝導回転子及び超伝導磁石が挙げられるが、それらのみに限定されるわけではない。超伝導磁石の中には、一様な高強度磁界を生み出す超伝導コイルに電気を供給するためのセラミック超伝導リード線を含むものがあり、また医療診断学の分野において使用される磁気共鳴撮影（ＭＲＩ）装置用のものがある。超伝導磁石を冷却するための公知技術の一例としては、固体伝導に基づいて超伝導コイルを低温冷却器のコールドヘッドにより冷却する技術が挙げられる。
【０００３】
公知のセラミック超伝導リード線の中には、低温冷却器のコールドヘッドの（約４０ケルビンの温度の）第１段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結される第１の末端と低温冷却器のコールドヘッドの（約１０ケルビンの温度の）第２段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結される第２の末端とを有するＤＢＣＯ（ジスプロシウム−バリウム−銅酸化物）、ＹＢＣＯ（イットリウム−バリウム−銅酸化物）及びＢＳＣＣＯ（ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅酸化物）超伝導リード線が含まれる。
【０００４】
セラミック超伝導リード線を取扱う際には多大の注意を払う必要がある。なぜなら、それらは脆くて、たとえばリード線の組立てや磁石中へのリード線の設置に際して破損し易いからである。また、超伝導磁石の真空環境中に設置する前にセラミック超伝導リード線を湿気に暴露しないように多大の注意を払うことも必要である。なぜなら、セラミック超伝導リード線は水分と反応して化学変化を受け、それによってそれらの超伝導電流容量が低下するからである。更にまた、超伝導装置内に設置された超伝導リード線は時には衝撃力及び振動力を受け、そのために破損することがある。たとえば、ＭＲＩ磁石中の超伝導リード線は磁石の輸送や据付けに際して衝撃力及び振動力を受け易く、また軍艦用磁石中の超伝導リード線は掃海作業における使用に際して衝撃力及び振動力を受け易い。公知のセラミック超伝導リード線アセンブリは、リード線の取扱いあるいはリード線アセンブリを収容した超伝導装置の輸送や設置に際して見られる衝撃力及び振動力に原因する破損に対して保護されておらず、また湿気による破損に対しても保護されていない。それ故、セラミック超伝導リード線を湿気及び破損に対して保護した、低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導装置用の超伝導リード線アセンブリが要望されているのである。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の目的は、セラミック超伝導リード線を湿気及び破損に対して保護するようにした、低温冷却器によって冷却される超伝導磁石用の超伝導リード線アセンブリを提供することにある。
本発明の超伝導リード線アセンブリは、第１段及び第２段を有する低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導装置用のものである。かかる超伝導リード線アセンブリは第１のセラミック超伝導リード線及び第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被を含んでいる。第１のセラミック超伝導リード線は、低温冷却器のコールドヘッドの第１段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第１の末端と、低温冷却器のコールドヘッドの第２段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第２の末端とを有している。第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被は、第１のセラミック超伝導リード線を全体的に包囲しながらそれに接触して固定されている。なお、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被は第１のセラミック超伝導リード線の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有している。
【０００６】
好適な実施の態様においては、超伝導リード線アセンブリはジャケット（たとえば、ポリスチレンフォーム製のジャケット）及び剛性支持管（たとえば、ステンレス鋼製の支持管）をも含んでいる。ジャケットは約５０ケルビンの温度におけるガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有しており、また剛性支持管は５０ケルビンの温度におけるステンレス鋼の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有している。ジャケットは、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被を全体的に包囲しながらそれに圧縮状態で接触している。剛性支持管はジャケットを概して包囲すると共に、低温冷却器のコールドヘッドの第１段から離隔した第１の末端と、低温冷却器のコールドヘッドの第２段に対して熱的に連結し得る第２の末端とを有している。
【０００７】
本発明はいくつかの利点を有している。すなわち、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被は第１のセラミック超伝導リード線を湿気から保護すると共に、取扱いに際して第１のセラミック超伝導リード線を破損から保護するための剛性包囲体を提供する。周囲を取巻くポリスチレンフォーム製のジャケット及びステンレス鋼製の剛性支持管は、超伝導装置内に設置された第１のセラミック超伝導リード線を衝撃力及び振動力による破損から保護するために役立つ。
【０００８】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施の態様を説明しよう。
【０００９】
【好適な実施の態様の詳細な説明】
図１及び２には、本発明の好適な実施の態様に基づく超伝導リード線アセンブリ１０が示されている。なお、これらの図中においては、同じ構成要素は同じ参照番号によって表されている。超伝導リード線アセンブリ１０は超伝導装置１２用のものである。図１に示された超伝導装置１２は超伝導磁石１３で構成されている。その他の超伝導装置としては、超伝導磁気エネルギ貯蔵装置及び超伝導回転子が挙げられるが、それらのみに限定されるわけではない。
【００１０】
好ましくは、超伝導磁石１３は縦方向に延びる軸線１４を有すると共に、軸線１４とほぼ同軸的に整列した概して環状円筒形の真空容器１６を含んでいる。真空容器１６は、超伝導リード線アセンブリ１０を密閉状態で封入する部分１８を有している。超伝導磁石１３はまた、軸線１４とほぼ同軸的に整列しかつ真空容器１６の内部にそれから離隔して配置された概して環状円筒形の熱遮蔽体２０をも含んでいる。熱遮蔽体２０は、超伝導リード線アセンブリ１０を熱的に遮蔽する部分２２を有している。更に超伝導磁石１３は、軸線１４とほぼ同軸的に整列しかつ熱遮蔽体２０の内部にそれから離隔して配置された概してソレノイド状の超伝導コイル２４をも含んでいる。超伝導伝導コイル２４は、通例、第１の末端２６及び第２の末端２８を有する１本の連続した（若しくは重ね継ぎされた）超伝導線又はテープ（たとえば、ニオブ−スズ超伝導テープ）を巻いたものから成っている。超伝導コイル２４上には、通例はアルミニウムから成るコイルオーバーバンド３０が焼ばめによって取付けられている。通例はフィラメント状の黒鉛から成りかつ半径方向に沿って配置された断熱管３２により、熱遮蔽体２０は真空容器１６に対して位置決めされ、また超伝導コイル２４は（コイルオーバーバンド３０を介して）熱遮蔽体２０に対して位置決めされている。超伝導コイルを一層確実に支持するためには、通例はモノフィラメント状のガラス又は黒鉛から成る競走用トラック形の連結棒ストラップ（図示せず）を用いて超伝導コイルの構造延長部を真空容器から支持すればよい。また、衝撃及び振動に対して一層良好な保護が達成されるように超伝導コイルを取付けるためには、「耐衝撃性支持構造物を有する超伝導磁石（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｓｃｈｏｃｋ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」と称する、発明者エバンゲロス・ティー・ラスカリス（Ｅｖａｎｇｅｌｏｓ Ｔ． Ｌａｓｋａｒｉｓ）等による米国特許出願の明細書中に開示されているような、くぼみ形磁石支持体アセンブリ（図示せず）を使用すればよい。
【００１１】
超伝導磁石１３は、たとえばギフォード・マクマフォン（Ｇｉｆｆｏｒｄ ＭｃＭａｈｏｎ）低温冷却器のような低温冷却器のコールドヘッド３４によって冷却される。かかるコールドヘッド３４は、（たとえば、ボルト（図示せず）によって）真空容器１６に気密状態で連結されたハウジング３６、（たとえば、熱遮蔽体２０と熱的に接触した柔軟な熱母線４０に第１段３８を熱的に接触させることにより）固体伝導状態で熱遮蔽体２０と熱的に接触して配置された第１段３８、及び（たとえば、コイルオーバーバンド３０を介して超伝導コイル２４と熱的に接触した冷却リング４６と熱的に接触した柔軟な熱母線４４に第２段４２を熱的に接触させることにより）固体伝導状態で超伝導コイル２４と熱的に接触して配置された第２段４２を有している。低温冷却器のコールドヘッドを用いて超伝導磁石を冷却するための別の方法（図示せず）としては、固体母線の一端を固体伝導状態で超伝導コイルと熱的に接触させかつ他端を一定量の液体状及び気体状ヘリウム中に配置すると共に、気体状ヘリウムを低温冷却器のコールドヘッドによって冷却する方法が挙げられる。
【００１２】
超伝導リード線アセンブリ１０は、低温冷却器のコールドヘッド３４の第１段３８に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第１の末端５０と、低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第２の末端５２とを有する第１のセラミック超伝導リード線４８を含んでいる。超伝導リード線アセンブリ１０はまた、第１のセラミック超伝導リード線４８とほぼ同等でありかつそれから離隔して配置された第２のセラミック超伝導リード線５４をも含んでいる。第２のセラミック超伝導リード線５４は、低温冷却器のコールドヘッド３４の第１段３８に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第１の末端５６と、低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る（そして実際に連結された）第２の末端５８とを有している。
【００１３】
かかる連結を行うための好適な構成によれば、超伝導リード線アセンブリ１０はまた、柔軟な銅編組リード線６０、６２、６４及び６６、銅製の剛性熱ステーション６８、並びにニッケルめっきベリリア製カラー７０、７２及び７４をも含んでいる。セラミック超伝導リード線４８及び５４の末端５０、５２、５６及び５８のそれぞれには銀製のパッドが焼結されており、そして各々のパッドにはんだ付けされた銅製の取付部品によって対応する柔軟な銅編組リード線６０、６２、６４又は６６の捲縮末端が固定されている（銀製のパッド及び銅製の取付部品は図示されていない）。柔軟な銅編組リード線６０及び６２は、柔軟な熱母線４０を介して第１段３８に接触した熱遮蔽体２０に固定されたベリリア製カラー７０に接触しながらそれを貫通することにより、低温冷却器のコールドヘッド３４の第１段３８に対して非導電的かつ熱的に連結することができる（そして実際に連結されている）。次いで、柔軟な銅編組リード線６０及び６２は超伝導リード線アセンブリ１０を封入する真空容器部分１８に気密状態で取付けられたセラミック製のリード線貫通装置７６を通過し、それから電源（図示せず）に対して電気的に接続されている。柔軟な銅編組リード線６４及び６６は、冷却リング４６及び柔軟な熱母線４４を介して第２段４２に接触する剛性熱ステーション（又はフランジ）６８に固定されたそれぞれのベリリア製カラー７２及び７４に接触しながらそれらを貫通することにより、低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して非導電的かつ熱的に連結することができる（そして実際に連結されている）。このように、第１及び第２のセラミック超伝導リード線４８及び５４の第２の末端５２及び５８は剛性熱ステーション６８に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結されていることが認められよう。セラミック超伝導リード線４８及び５４の冷却を行うため、剛性熱ステーション６８は冷却リング４６に取付けられていることに注意されたい。その後、柔軟な銅編組リード線６４及び６６は超伝導コイル２４を構成する超伝導線又はテープのそれぞれの末端２６及び２８に対して電気的に接続されている。なお、かかる電気的接続は冷却リング４６に固定された端子ブロック７８によって行われる。
【００１４】
超伝導リード線アセンブリ１０はまた、第１のセラミック超伝導リード線４８を全体的に包囲しながらそれに接触して固定された第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０、及び第２のセラミック超伝導リード線５４を全体的に包囲しながらそれに接触して固定された第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８２をも含んでいる。第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０は、第１のセラミック超伝導リード線４８の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有している。第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８２は第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０とほぼ同等のものであり、かつそれから離隔して配置されている。本発明者等は、かかるガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０及び８２が温度差による熱応力を最小限に抑えながら剛性の構造被覆を提供し、破損の危険なしにセラミック超伝導リード線４８及び５４の取扱いを可能にし、かつセラミック超伝導リード線の超伝導性能を低下させる湿気の作用からセラミック超伝導リード線４８及び５４を保護することを見出した。
【００１５】
超伝導磁石１３内に設置された場合において超伝導リード線アセンブリ１０を衝撃力及び振動力から更に保護することを必要とする用途に対しては、超伝導リード線アセンブリ１０はジャケット８４及び剛性支持管８６をも含んでいる。ジャケット８４は、約５０ケルビンの温度におけるガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有する連続気泡材料から成っている。ジャケット８４は、第１及び第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０及び８２を全体的に包囲しながらそれらに圧縮状態で接触している。剛性支持管８６はジャケット８４を概して包囲すると共に、５０ケルビンの温度におけるステンレス鋼の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有している。剛性支持管８６は第１の末端８８及び第２の末端９０を有していて、第２の末端９０は低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して熱的に連結することができる（そして実際に連結されている）。剛性支持管８６の第２の末端９０は剛性熱ステーション６８に対して強固に取付けられており、また剛性熱ステーション６８は（冷却リング４６及び柔軟な熱母線４４を介して）低温冷却器のコールドヘッド３４の第２段４２に対して熱的に連結し得る（そして実際に連結されている）ことに注意されたい。ジャケット８４は、超伝導リード線アセンブリ１０が超伝導装置１２内に設置されている間に衝撃及び振動負荷を受けた場合、超伝導リード線アセンブリ１０に加わる力を一様に支持しかつ分配するために役立つ。また、剛性支持管８６は横断方向及び軸方向の力に対してジャケット８４を支持するために役立つ。
【００１６】
更に超伝導リード線アセンブリ１０は、ジャケット８４を概して包囲しながらそれに接触して固定されたガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２をも含むことが好ましい。この実施の態様においては、剛性支持管８６はガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２を概して包囲しながらそれに接触して固定されている。更にまた、ジャケット８４がガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被８０及び８２から剥離して望ましくない振動接触状態を生じる傾向を排除するため、超伝導リード線アセンブリ１０はガラス繊維強化エポキシ製リード線外被８０及び８２に対してジャケット８４を一層確実に固定するための金属線９４をも含んでいる。金属線９４は剛性支持管８６の内部に配置され、そしてジャケット８４の回りにほぼ螺旋状に巻付けられてそれを緊縛している。なお、金属線９４は剛性支持管８６の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有している。この実施の態様においては、ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２もまた金属線９４に固定されている。本発明者等の判断によれば、ジャケット８４、金属線９４、ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被９２、剛性支持管８６及び剛性熱ステーション６８の使用は、セラミック超伝導リード線４８及び５４が超伝導磁石１３（又はその他の超伝導装置）内に設置された場合、（ガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線８０及び８２の有無にかかわらず）それらを衝撃及び振動から良好に保護するために役立つものと考えられる。
【００１７】
実施の一態様に従えば、第１及び第２のセラミック超伝導リード線４８及び５４の各々は多結晶質の焼結セラミック超伝導リード線である。セラミック超伝導リード線４８及び５４の各々は、ＤＢＣＯ（ジスプロシウム−バリウム−銅酸化物）ＹＢＣＯ（イットリウム−バリウム−銅酸化物）及びＢＳＣＣＯ（ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅酸化物）から成る群より選ばれた同一の物質から成ることが好ましい。なお、好適なセラミック超伝導リード線４８及び５４は結晶粒の整列したＤＢＣＯ、結晶粒の整列したＹＢＣＯ、又は結晶粒の整列したＢＳＣＣＯから成る超伝導リード線である。結晶粒の整列が好適である理由は、それが漂遊磁界中におけるリード線の性能を向上させることにある。ジャケット８４はポリスチレンフォーム製のジャケットであることが好ましく、また剛性支持管８６はステンレス鋼製又はチタン製の支持管であることが好ましい。また、柔軟な銅編組リード線６０、６２及び６６はＯＦＨＣ（無酸素硬質銅）から成ることが好ましい。更にまた、柔軟な熱母線４０及び４４は積層されたＯＦＨＣ銅から成ることが好ましい。
【００１８】
正常な超伝導モードの磁石動作に際しては、セラミック超伝導リード線４８及び５４並びに超伝導コイル２４中を電流が超伝導状態で流れると共に、常伝導性の柔軟な銅編組リード線６０、６２、６４及び６６中を電流が常伝導状態で流れることに注意されたい。更にまた、超伝導リード線アセンブリ１０はセラミック超伝導リード線の（通例は約４０ケルビンの温度にある）第１の末端５０及び５６と（通例は約１０ケルビンの温度にある）第２の末端５２及び５８との間に高い熱インピーダンスを与えることにも注意されたい。
【００１９】
超伝導装置１２用の超伝導リード線アセンブリ１０を製造するための好適な方法は、（ａ）一定の長さを有する第１のセラミック超伝導リード線４８を用意し、（ｂ）第１のセラミック超伝導リード線４８の長さよりも小さい幅を有する第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品を作製し、（ｃ）第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品の幅のほぼ１／２だけ重なり合うようにしながら、第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品から成る第１のリード線外被８０を第１のセラミック超伝導リード線４８に対して直接にかつほぼ螺旋状に巻付け、（ｄ）第１のリード線外被８０をほぼ室温下で少なくとも約８時間にわたり空気硬化させ、（ｅ）第１のセラミック超伝導リード線４８とほぼ同等な、一定の長さを有する第２のセラミック超伝導リード線５４を用意し、（ｆ）第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品とほぼ同等な第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品を作製し、（ｇ）第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品の幅のほぼ１／２ だけ重なり合うようにしながら、第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品から成る第２のリード線外被８２を第２のセラミック超伝導リード線５４に対して直接にかつほぼ螺旋状に巻付け、（ｈ）第２のリード線外被８２をほぼ室温下で少なくとも約８時間にわたり空気硬化させ、（ｉ）約５０ケルビンの温度におけるガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有する連続気泡材料を選定し、（Ｊ）硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２の下半分を全体的に包囲するための互いに離隔した切抜き部分を有する連続気泡材料製の下部ブロックを作製し、（ｋ）硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２の上半分を全体的に包囲するための互いに離隔した切抜き部分を有する連続気泡材料製の上部ブロックを作製し、（ｌ）硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２を上部及び下部ブロックで包囲することにより、硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２を全体的に包囲しながらそれらに接触するジャケット８４を形成し、（ｍ）ジャケット８４の回りに金属線９４をほぼ螺旋状に巻き付けてそれを緊縛することにより、ジャケット８４が硬化済みの第１及び第２のリード線外被８０及び８２を全体的に包囲しながらそれらに圧縮状態で接触するようにし、（ｎ）第１のセラミック超伝導リード線４８の長さよりも小さい幅を有する第３のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品を作製し、（ｏ）第３のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品の幅のほぼ１／２だけ重なり合うようにしながら、第３のガラス繊維強化エポキシ樹脂湿式レイアップ成形品から成るジャケット外被９２をジャケット８４及び金属線９４に対して直接にかつほぼ螺旋状に巻付け、（ｐ）金属線９４の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有し、かつジャケット外被９２の長さよりも小さい長さを有する剛性支持管８６を用意し、（ｑ）剛性支持管８６の内部にジャケット外被９２を挿入し、そして（ｒ）挿入されたジャケット外被９２をほぼ室温下で少なくとも８時間にわたり空気硬化させる諸工程から成っている。
【００２０】
本発明の好適な実施の態様に関する上記の説明は、例示を目的としたものに過ぎない。本発明は開示された特定の実施の態様のみに限定されるわけではないのであって、上記の説明に基づけば様々な変更態様が可能であることは自明であろう。本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によって規定されることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の態様に基づく超伝導リード線アセンブリを収容しかつ低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導磁石の一部分の概略側断面図である。
【図２】図１に示された超伝導リード線アセンブリの拡大概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 超伝導リード線アセンブリ
１２ 超伝導装置
１３ 超伝導磁石
１６ 真空容器
２０ 熱遮蔽体
２４ 超伝導コイル
３４ 低温冷却器のコールドヘッド
３８ 第１段
４０ 熱母線
４２ 第２段
４４ 熱母線
４６ 冷却リング
４８ 第１のセラミック超伝導リード線
５０ 第１の末端
５２ 第２の末端
５４ 第２のセラミック超伝導リード線
５６ 第１の末端
５８ 第２の末端
６０ 銅編組リード線
６２ 銅編組リード線
６４ 銅編組リード線
６６ 銅編組リード線
６８ 剛性熱ステーション
７０ ニッケルめっきベリリア製カラー
７２ ニッケルめっきベリリア製カラー
７４ ニッケルめっきベリリア製カラー
８０ 第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被
８２ 第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被
８４ ジャケット
８６ 剛性支持管
８８ 第１の末端
９０ 第２の末端
９２ ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被
９４ 金属線
Claims (10)
- 第１段及び第２段を有する低温冷却器のコールドヘッドによって冷却される超伝導装置用の超伝導リード線アセンブリにおいて、（ａ）前記第１段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第１の末端と、前記第２段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第２の末端とを有する第１のセラミック超伝導リード線、及び（ｂ）前記第１のセラミック超伝導リード線の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有すると共に、前記第１のセラミック超伝導リード線を全体的に包囲しながらそれに接触して固定された第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被を含むことを特徴とする超伝導リード線アセンブリ。
- 更に、（ｃ）約５０ケルビンの温度におけるガラス繊維強化エポキシ樹脂の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有する連続気泡材料から成ると共に、前記第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被を全体的に包囲しながらそれに圧縮状態で接触したジャケットを含む請求項１記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 更に、（ｄ）５０ケルビンの温度におけるステンレス鋼の熱伝導率を概して越えない熱伝導率を有すると共に、前記ジャケットを概して包囲し、かつ第１の末端と前記第２段に対して熱的に連結し得る第２の末端とを有する剛性支持管を含む請求項２記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 更に、（ｅ）前記ジャケットを概して包囲しながらそれに接触して固定されたガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被を含み、前記剛性支持管が前記ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被を概して包囲しながらそれに接触して固定されている請求項３記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 更に、（ｆ）前記剛性支持管の熱膨張率にほぼ等しい熱膨張率を有すると共に、前記剛性支持管の内部に配置され、かつ前記ジャケットの回りにほぼ螺旋状に巻付けられてそれを緊縛している金属線を含み、前記ガラス繊維強化エポキシ樹脂製ジャケット外被が前記金属線にも固定されている請求項４記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 更に、（ｇ）前記第１段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第１の末端と、前記第２段に対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結し得る第２の末端とを有していて、前記第１のセラミック超伝導リード線とほぼ同等でありかつそれから離隔して配置された第２のセラミック超伝導リード線、及び（ｈ）前記第２のセラミック超伝導リード線を全体的に包囲しながらそれに接触して固定されていて、前記第１のガラス繊維強化エポキシ樹脂リード線外被とほぼ同等でありかつそれから離隔して配置された第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被を含み、前記ジャケットが前記第２のガラス繊維強化エポキシ樹脂製リード線外被をも全体的に包囲しながらそれに圧縮状態で接触している請求項５記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 更に、（ｉ）前記第２段に対して熱的に連結し得る剛性熱ステーションを含み、前記第１及び第２のセラミック超伝導リード線の前記第２の末端が前記剛性熱ステーションに対して柔軟に、非導電的に、かつ熱的に連結されていると共に、前記剛性支持管の前記第２の末端が前記剛性熱ステーションに対して強固に取付けられている請求項６記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 前記第１及び第２のセラミック超伝導リード線がＤＢＣＯ、ＹＢＣＯ及びＢＳＣＣＯから成る群より選ばれた同一の物質から成る請求項７記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 前記ジャケットがポリスチレンフォーム製のジャケットである請求項８記載の超伝導リード線アセンブリ。
- 前記剛性支持管がステンレス鋼製の支持管である請求項９記載の超伝導リード線アセンブリ。
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