JPH0371518A - 超電導導体 - Google Patents

超電導導体

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JPH0371518A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、超電導ケーブルや、超電導マグネット等の
超電導素子に電流を供給するための電流リード等に用い
る超電導導体に関するもので、特に、超電導導体に含ま
れる複数の超電導線材の配置における改良に関するもの
である。
［従来の技術〕 従来、ＮｂＴｉやＮｂ３　Ｓｎなどを用いて、超電導ケ
ーブルを実現しようとする試みがなされた例がある。こ
のような超電導ケーブルは、液体ヘリウムで冷却される
。なお、この種の超電導ケーブルは、比較的短い実験用
のケーブルとして、その特性が計価されているにすぎな
い。
他方、超電導マグネット等の超電導素子に電流を供給す
るための電流リードには、パイプ形状の銅、真鍮導体Ｗ
の常電導体が用いられている。このような電流リードは
、たとえば、ＮｂＴｉやＮｂ３　Ｓｎを用いた超電導マ
グネットへの通電用として実用化されている。このとき
、電流リードは、超電導マグネットを冷却する液体ヘリ
ウムによって、超電導マグネットに接続される一方端が
冷却されるとともに、液体ヘリウムの肢面の上方にある
部分が、蒸発していくヘリウムガスにより効率的に冷却
されるように工夫されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の超電導ケーブルでは、上述したよ
うに、液体ヘリウムによる冷却が必要なため、冷却部周
囲を、高真空を基礎とした断熱部で覆う必要があり、ま
た、ランニングコストも、液体ヘリウムを使用するため
、高いという欠点がある。
また、電流リードは、常電導体で構成され、しかも熱伝
導性に優れた銅、真鍮などを使用ｌ−でいるため、部材
自身の通電時の電圧降下や使用部料量の接触抵抗による
電圧降下により、ジュール損失が生じ、それによる発熱
が、超電導マグネットを浸漬している液体ヘリウムのよ
うな冷媒に影響を及ぼし、この発熱の仏導により、冷媒
が蒸発するという問題があった。
そこで、この発明の目的は、通電によるジュール損失が
ないかまたはほとんどなく、冷媒の蒸発量を低く抑える
ことができる超電導ケーブルや電流リードを実現１２得
る超電導導体を提供１．ようとすることである。
また、この発明の他の目的は、液体窒素温度以上で超電
導状態となり得る酸化物超電導体を用い、その臨界電流
値を大きくすることも可能とする超電導導体を提供しよ
うとすることである。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る超電導導体は、上述した技術的課題を解
決するため、酸化物超電導体と安定化材とからなる、３
本以上の超電導線材を用い、これら超電導線材が、断面
で見たとき、点対称状に配置されていることを特徴とす
るものである。
なお、超電導線材の配置の具体的態様として、断面形状
が円状または多角形状の周の一部または全周上に、超電
導線材を配置する方法や、超電導線材の断面が長子の形
状を有しているとき、この長手の方向が点対称の中心か
ら放射状に向くように配置する方法、などがある。また
、超電導線材は、その長さ方向が直線状に延びるように
配置されることが好ましい。
また、好ましくは、配置された超電導線材の断面上での
内側と外側とには、冷却用空間が設けられる。
また、この発明において用いられる超電導線材は、たと
えば、断面平角状またはテープ状である。
［作用コ この発明において、３本以上の超電導線材を点対称状に
配置することにより、超電導線材各々が与える電磁力や
磁場が互いにキャンセルされる。
したがって、歪や印加される磁場の影響を低下させるこ
とができる。
［発明の効果コ したがって、この発明によれば、臨界電流値等の超電導
特性の優れた超電導導体を得ることができる。
また、この発明によれば、酸化物超電導体を含むｔ！ｉ
電導線材を用いるので、通電によるジュール損失がない
か、またはほとんどなく、それゆえに、冷媒の蒸発量を
低く抑えることができる。
また、この発明によれば、液体窒素温度以上で超電導現
象を示し得る酸化物超電導体を用いるので、設備的およ
びコスト的負担の大きい液体ヘリウムを用いる必要がな
くなる。
［実施例］ 実施例１： 第１図は、この発明の実施例１による超電導導体１を示
す断面図である。
超電導導体１は、断面形状が円状の銀バイブ２を備え、
銀バイブ２の外周上には、２層で合計２０本のテープ状
の超電導線材３が、断面で見たとき、点対称状に配置さ
れている。各超電導線伺３は、０．４ｍｍの厚みおよび
３．６ｍｍの中量を有している。超電導線月３は、第２
図に拡大されて示されるように、Ｂ　ｉ　ＰｂＳ　ｒｃ
ａｃｕｏ系の酸化物超電導体４が安定化材と１．ての銀
シース５に包囲された断面横這を何している。
この超電導導体１は、銀バイブ２内に冷却用空１司６を
備えるとともに、外周側においては、図示しない絶縁体
によって取り囲まれた冷却用空間７を形成している。
このような超電導導体１を得るため、超電導線拐３とし
て、その臨界温度が１０６Ｋ、臨界電流密度が３８００
Ａ／ｃｍ２、臨界電流が３６Ａの各特性が熱処理により
得られるものを準備し、これら超電導線材３を、銀バイ
ブ２上に直線状に縦沿えし、すなわち、超電導線材３の
長さ方向が直線状に延びるように配置１７．８４５℃で
５０時間、大気中で熱処理し、超電導線４１４３中の酸
化物超電導体４を焼結するとともに、銀バイブ２と超電
導線材３の銀シース５、および銀シース５同士を、拡散
接合により、一体化した。このとき、長さを５０ｃｍと
し、熱処理後、液体窒素中で臨界電流を測定したところ
、６１２Ａ（１μＶ発生時）の特性を示した。
比較のため、同一の超電導線材３を断面四角形になるよ
うに密に合体したものの臨界電流を測定したところ、３
８７Ａと低い値しか得られなかった。
実施例２： 第３図は、この発明の実施例２による超電導導体８を示
す断面図である。
超電導導体８を得るため、まず、実施例１で用いた超電
導線材３．！：同様の超電導線材３を、個別に熱処理す
ることにより準備した。これらの超電導線材３を、外周
が九角形に成形されたＦＲＰバイブ９の外周面上に、Ｋ
’ＭＡ用接着剤を用いて、固着した。ＦＲＰパイプ９の
内側には、冷却用空間１０が形成されるが、このような
冷却用空間１０からの冷却の効率を高めるため、ＦＲＰ
バイブ９には、図示しないが、直径２ｍｍの孔を１０ｍ
ｍ間隔で設けた。上述のように配置された超電導線材３
の外側に冷却用空間１１を形成するように、超電導線材
３は、ＦＲＰバイブ１２により包囲され、冷却用空間１
１の間隔を保つため、数箇所において、ＦＲＰバイブ１
２が、図示しないＦＲＰスペーサで固定された。
このようにして得られた超電導導体８の冷却用空間］０
および１１に波体窒素を通しながら、超電導導体８に通
電し、臨界電流を測定Ｉ７たところ、３１０Ａの値が得
られた。
また、この超電導導体８を、液体ヘリウム由にて、Ｎｂ
Ｔｉ製のマグネットへの通電のための電流リードとして
用いて、３００Ａ通電Ｉ、警のヘリウム消費量を測定し
たところ、従来用いていた銅製の電流リードに比べて、
５０％に低減することが可能であった。
その他の丈施例： 前述した実施例では、超電導線材３と１２で、Ｂｉ　Ｐ
ｂＳ　ｒｃａｃｕｏ系の銀波ｍ線材を用いていたが、酸
化物超電導体として、ＹＢａＣｕＯ系、Ｂ１５ｒＣａＣ
ｕＯ系、ＴｌＢａＣａＣｕＯ系、ＴｌＢａ５ｒＣａＣｕ
Ｏ系、ＴｌＰｂＢａ５ｒＣａｃｕｏ系、ＴｌＰｂ５ｒＣ
ａＣｕＯ系、など、臨界温度が液体窒素温度を越える材
料や、Ｎｄ系の材料を用いてもよく、また、銀被覆線材
でなくても、スパッタリングなどの物理的成膜法、ＣＶ
Ｄなどの化学的成膜法、一方向凝固法、紡糸法、などで
作製した酸化物超電導体に安定化材を合体あるいは被覆
したものでもよい。
また、３本以上の超電導線材の配置の態様としては、超
電導線材が断面平角状またはテープ状である場合のよう
に、その断面が長子の形状を有しているとき、その長手
の方向が点対称の中心から放射状に向くように配置され
てもよい。
なお、この明細書において、「点対称状」と言うときは
、第１図に示した超電導線材３のように、正確な幾何学
的な意味での「点対称」である場合に限らず、第３図に
示した超電導線材３のように、所定の中心に関してほぼ
点対称的に配置されている場合も含むことを指摘してお
く。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施例１による超電導導体１を示
す断面図である。第２図は、第１図に備える超電導線材
３の拡大断面図である。第３図は、この発明の実施例２
による超電導導体８を示す断面図である。 図において、１．８は超電導導体、３は超電導線材、４
は酸化物超電導体、５は銀シース（安定化＋４）　、６
，７，１０．１１は冷却用空間である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　酸化物超電導体と安定化材とからなる、３本以
    上の超電導線材が、断面で見たとき、点対称状に配置さ
    れていることを特徴とする、超電導導体。
  2. （２）　前記超電導線材は、断面形状が円状または多角
    形状の周の一部または全周上に配置されていることを特
    徴とする、請求項１記載の超電導導体。
  3. （３）　前記超電導線材は、その断面が長手の形状を有
    しており、前記長手の方向が点対称の中心から放射状に
    向くように配置されていることを特徴とする、請求項１
    記載の超電導導体。
  4. （４）　前記超電導線材は、その長さ方向が直線状に延
    びるように配置されていることを特徴とする、請求項１
    ないし３のいずれかに記載の超電導導体。
  5. （５）　配置された前記超電導線材の断面上での内側と
    外側とに、冷却用空間が設けられていることを特徴とす
    る、請求項１ないし４のいずれかに記載の超電導導体。
  6. （６）　前記超電導線材は、断面平角状またはテープ状
    であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか
    に記載の超電導導体。
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