JPH0254809A - 超電導導体 - Google Patents

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】 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は超電導導体に関する。

（従来の技術） 超電導導体は、磁界の変動や電流の変化を受【ブない状
態では、交流損失を伴なうことなく電流を流すことがで
きるが、磁界の変動を受けると交流損失で発熱を生じる
。超電導導体の交流損失の主要なものは、超電導フィラ
メントに発生するヒステリシス損失、超電導フィラメン
ト間と安定化母材を介して発生する結合損失、および安
定化母材中の渦電流損失である。これらのうち、ヒステ
リシス損失は超電導フィラメント径に比例するためフィ
ラメント径を細くすることにより低減できる。

結合損失および渦電流損失は超電導フィラメントの周囲
に存在する安定化母材の抵抗に反比例す゛る。

従って、結合損失および渦電流損失の低減には安定化母
材の抵抗を高くすることが望ましい。

一方、超電導導体が大容量化され、大形の超電導コイル
の導体に使用される場合には、クエンチに対する安定化
が導体に要求される。すなわち大形コイルでは、何らか
の外乱により超電導導体の一部が常電導状態に転移した
ときに、導体が発生する発熱量が冷媒の除熱量より少な
い状態に保たれて、常電導部が冷却され、遂には超電導
状態に回復する極低温安定性が要求される。この場合の
常電導部の発熱量は安定化母材の抵抗に比例する。

従って、安定化母材の抵抗を低くすることが望ましい。

高磁界用超電導コイルでは、安定化母材の一部に高純度
アルミニウムを使用する場合もある。

これは、高純度アルミニウムが磁気抵抗効果の影響を強
く受けないため銅の抵抗率より低い値を示すことによる
。

超電導導体は以上に示したように、交流損失の低減と安
定性から要求されるものが相反している。

しかし、交流損失のうら渦電流損失および結合損失を発
生する電流の通路は導体の長手方向に対して垂直の面で
あり、安定状態のときの電流の通路は導体の長手方向で
ある。従って、交流損失の低減には、導体長手方向に垂
直な面を流れる電流を少なくする必要があり、従来は、
銅ニッケル合金による高抵抗層を適切に配置して、結合
損失を発生する電流を少なくしていた。

また、超電導コイルの平均電流密度を上げるために、安
定化銅の他に高純度アルミニウムをろう付は等により付
加し、めるいは、銅被覆高純度アルミニウム線をろう付
けして導体の長手方向の抵抗を低くしていた。

（発明が解決しようとする課題） 高純度アルミニウム又はそれを銅で被覆した線を超電導
線に付加した構成では、低温安定性には有効であり高電
流密度化が可能となるが、変動磁界による交流損失に対
しては有効でない。パルス磁界が加わった場合、あるい
はコイルの励磁、減磁の速度を早くする場合などでは、
交流損失の発熱が大きくなり、導体の温度が上昇し、導
体が常電導転移し、遂にはクエンチに到る可能性もある
。

一方、交流損失を低減するために安定化母材として銅ニ
ッケル合金を用いると、銅ニッケル合金層は抵抗が高い
ため、安定性に有効でない。特に、高電流密度で用いる
場合には、安定性を満足することができなくなる。すな
わち、何らかの外乱により導体の一部が常電導転移した
場合には、導体が超電導状態に回復できなくなり、遂に
はクエンチに到る懸念がある。また最近発明されたＮｂ
３Ｓｎ等の金属間化合物超電導材で構成された超電導体
中心コアを用いた場合も同様である。

本発明の目的は、安定性が良好で、かつ交流損失の少な
い高電流密度の超電導導体を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、Ｎｂ　
Ｔ＋　フィラメントおよび銅または銅ニッケル合金の母
材に埋め込んで構成されたか、またはＮｂ３Ｓｎ等の金
属間化合物超電導材で構成された超電導中心コアの外側
に銅ニッケル合金層を配置し、その銅ニッケル合金の外
周の長手方向に９９．９９％以上の高純度アルミニウム
を付加したことを特徴とする超電導導体を提供する。

（作　用） この様に構成することにより、９９．９９％以上の高純
度アルミニウムは極低温安定性に奇与し、また、銅ニッ
ケル合金は付加した高純度アルミニウムと超電導中心コ
アとの間で発生する交流損失を低減できるため、安定性
が良好で、かつ交流損失の少ない高電流密度の超電導導
体が得られる。

（実施例） 実施例１ 以下、本発明の第１の実施例を第１図を参照して説明す
る。

Ｎｂ　Ｔ＋　フィラメントが銅母材中に埋められた超電
導中心コアα）の外周に銅ニッケル合金層■を配置し、
その外周に９９．９９％以上の高純度アルミニウム（以
下、単に高純度アルミニウムとする）■を被覆する。尚
超電導導体の横断面形状は円形でなく矩形で構成される
場合もめる。

次にこの実施例１の作用を説明する。

最外周にある高純度アルミニウム（３）は抵抗率が銅の
抵抗率より低いため、適切な量の高純度アルミニウム■
を付加することにより、導体の長手方向の抵抗を小さく
できる。また、変＃［界が加わったときに、Ｎｂ　Ｔ＋
フィラメントと高純度アルミニウムを介して流れる結合
電流はＮｂ　Ｔ＋フイラメンと高純度アルミニウム■の
間に存在する高抵抗の銅ニッケル合金層■横切るために
小さな値となる。尚、高純度アルミニウムは９９．９９
％より純度が低くなると銅より抵抗率が高くなり、具合
が悪い。

以上述べた様にこの実施例１によれば超電導導体の安定
性が良好で、かつ交流損失の少ない高電流密度の超電導
導体が得られる。

実施例２ 本発明の第２の実施例を第２図に示す。超電導中心コア
０）の外側に銅ニッケル合金層■を配置し、その外側に
高純度アルミニウム（３）を配置した構成で、銅ニッケ
ル合金層が長手方向のフィン（イ）をもち、高純度アル
ミニウム■をフィン０）で分割する。

このフィンは導体長手方向にらせん状に設置プても良い
。

このようにすると、最外周の高純度アルミニウム（■は
円周方向に銅ニッケル合金のフィン０）で分割されてい
るため、高純度アルミニウム（３）中の変動磁界によっ
て誘起される、電流が少なくなるほか、実施例１と同様
な作用効果が得られる。

実施例３ 本発明の第３の実施例を第３図に示す。超電導中心コア
（ト）の外周に溝■を設け、高純度アルミニウム（３）
を高抵抗の銅ニッケル合金層■で被覆した銅ニッケルク
ラッドアルミニウムの線０を溝■の中にろう付（プする
。■はろう何部を示す。溝は長手方向にらせん状になっ
ていても良い。溝■の形状は矩形の場合もある。

このようにすると銅ニッケルクラッドアルミニウムの線
０はろう付けにより超電導中心コア（１）に付加するた
め、導体の長手方向の抵抗を少なくでき、かつ、変動磁
界によって発生するアルミニウム中の電流を小さくでき
、実施例１と同様な作用効果が得られる。

実施例４ 本発明の第４の実施例を第４図に示す。超電導中心コア
■および高純度アルミニウム■を銅ニッケル合金層で被
覆した線を適切な数で束ねて撚合わせる。撚合わせ後に
ろう付けをしてもよい。

このようにすると銅ニッケルクラッドアルミニウムの線
０が多数に分割されて配置されているため、アルミニウ
ム中で変動磁界によって誘起される電流が小さくなるほ
か実施例１と同様な作用効果が得られる。

尚、第１ないし第４の実施例の超電導中心コアは、Ｎｂ
３Ｓｎ等の金属間化合物超伝導材で構成してもよいし、
Ｎｂ　Ｔ＋　フィラメントと銅と銅ニッケル合金の３層
で構成してもよい。

（発明の効果〕 以上に説明したように、本発明によれば、超電導中心コ
アの外側に銅ニッケル合金層を配置し、その銅ニッケル
合金層の外周の長手方向に９９．９９％以上の高純度ア
ルミニウムを付加したことにより、極低温安定性が良く
、かつ変動磁界による交流損失の少ない超電導導体を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はそれぞれ異なる本発明の実施例を
示す横断面図である。 １・・・超電導中心コア　　２・・・銅ニッケル合金層
３・・・高純度アルミニウム ４・・・フィン 代理人　弁理士　大　胡　典　夫 第　　１　　図 Ｗｊ　　２　　図 票　　３　　図 第　　４　　ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＮｂＴｉフィラメントを銅または銅ニッケル合金の母材
   に埋め込んで構成されたか、またはＮｂ＿３Ｓｎ等の金
   属間化合物超電導材で構成された超電導中心コアの外側
   に銅ニッケル合金層を配置し、その銅ニッケル合金層の
   外周の長手方向に９９．９９％以上の高純度アルミニウ
   ムを付加したことを特徴とする超電導導体。