JPH0260199A - 磁気シールド装置 - Google Patents
磁気シールド装置Info
- Publication number
- JPH0260199A JPH0260199A JP21205088A JP21205088A JPH0260199A JP H0260199 A JPH0260199 A JP H0260199A JP 21205088 A JP21205088 A JP 21205088A JP 21205088 A JP21205088 A JP 21205088A JP H0260199 A JPH0260199 A JP H0260199A
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- JP
- Japan
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- magnetic shielding
- superconducting
- magnetic
- superconductive
- oxide superconductor
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
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。
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）
この発明は、磁気シールド効果に優れた、例えば超電導
磁石のような超電導機器用の磁気シールド装置に関する
。
磁石のような超電導機器用の磁気シールド装置に関する
。
（従来の技術）
近年、ＭＨＩ （Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅ５ｏｎａｎ
ｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：医療用核磁気共鳴診断装置）に
使用される磁場発生装置のように、高磁場を発生する装
置が様々な分野において使用され始めている。たとえば
、ＭＲｌにおいては１〜２０ｋＧ程度の強力な磁場の形
成が必要とされる。また、シリコン単結晶などの引上法
による形成工程においても、単結晶の均一性をさらに高
めることなどを目的として原料の溶融るつぼの外周部に
磁場発生装置を設置し、磁場中で単結晶の引上げを行う
、いわゆるＭＣＺ法などが行われており、このＭＣＺ装
置においても強力な磁場の形成が必要とされている。
ｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：医療用核磁気共鳴診断装置）に
使用される磁場発生装置のように、高磁場を発生する装
置が様々な分野において使用され始めている。たとえば
、ＭＲｌにおいては１〜２０ｋＧ程度の強力な磁場の形
成が必要とされる。また、シリコン単結晶などの引上法
による形成工程においても、単結晶の均一性をさらに高
めることなどを目的として原料の溶融るつぼの外周部に
磁場発生装置を設置し、磁場中で単結晶の引上げを行う
、いわゆるＭＣＺ法などが行われており、このＭＣＺ装
置においても強力な磁場の形成が必要とされている。
このような要求に伴い、強力な磁場形成のために、磁場
発生装置として超電導磁石の利用が盛んになってきてい
る。このような超電導磁石に用いる超電導部材としては
、近年酸化物超￥Ａ導体などの高臨界温度のものも発見
されているが、実際の装置として安定して用いることが
できるという点で、従来から知られている金属系や化合
物系の超電導部材がほとんどである。
発生装置として超電導磁石の利用が盛んになってきてい
る。このような超電導磁石に用いる超電導部材としては
、近年酸化物超￥Ａ導体などの高臨界温度のものも発見
されているが、実際の装置として安定して用いることが
できるという点で、従来から知られている金属系や化合
物系の超電導部材がほとんどである。
この超電導磁石は高磁場の発生が可能である半面、外部
への漏洩磁場の遮蔽をより効率良く行うことが重要な課
題であった。
への漏洩磁場の遮蔽をより効率良く行うことが重要な課
題であった。
しかし、従来の磁気シールド材としては、純鉄、ケイ素
鋼、パーマロイなどの高透磁率を有する素材によって形
成されているものが一般的であり、これら磁気シールド
材を超電導磁石の外周を囲うように配置した磁気シール
ド装置では、磁気遮蔽効果が充分に満足のいくものとは
言えず、漏洩磁場の許容限界を満足させるためには、か
なりの厚さを有する磁気シールド部材を用いなければな
らず、その設置場所や装置コストが高くなるという難点
を有していた。
鋼、パーマロイなどの高透磁率を有する素材によって形
成されているものが一般的であり、これら磁気シールド
材を超電導磁石の外周を囲うように配置した磁気シール
ド装置では、磁気遮蔽効果が充分に満足のいくものとは
言えず、漏洩磁場の許容限界を満足させるためには、か
なりの厚さを有する磁気シールド部材を用いなければな
らず、その設置場所や装置コストが高くなるという難点
を有していた。
（発明が解決しようとする課題）
上述したように、従来の超電導磁石のような超電導機器
の漏洩磁場の遮蔽に用いられてきた磁気シールド装置は
、高透磁率を有する素材によってその外周を囲うだけの
ものであったため、充分な磁気シールド効果を得るため
には、かなりの厚さを白゛する磁気シールド部材を用い
なければならず、その設置場所や装置コストが高いとい
う難点をＨしていた。
の漏洩磁場の遮蔽に用いられてきた磁気シールド装置は
、高透磁率を有する素材によってその外周を囲うだけの
ものであったため、充分な磁気シールド効果を得るため
には、かなりの厚さを白゛する磁気シールド部材を用い
なければならず、その設置場所や装置コストが高いとい
う難点をＨしていた。
この発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、高効率な磁気遮蔽効果を確実に、か
つ比較的小形な装置で得ることを可能にした磁気シール
ド装置を提供することを目的としている。
になされたもので、高効率な磁気遮蔽効果を確実に、か
つ比較的小形な装置で得ることを可能にした磁気シール
ド装置を提供することを目的としている。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
すなわちこの発明は、沸点の異なる ２種類以上の冷媒
用液体によって冷却される超電導機器の外周側に磁気遮
蔽壁を配置し、この磁気遮蔽壁により漏洩磁場を遮蔽す
る磁気シールド装置において、前記磁気遮蔽壁を前記超
電導機器に用いられた超電導部材より高臨界温度を有す
る酸化物超電導体を少なくとも４．６−する部材により
形成するとともに、前記超電導機器と同一温度に冷却す
るよう構成したことを特徴としている。
用液体によって冷却される超電導機器の外周側に磁気遮
蔽壁を配置し、この磁気遮蔽壁により漏洩磁場を遮蔽す
る磁気シールド装置において、前記磁気遮蔽壁を前記超
電導機器に用いられた超電導部材より高臨界温度を有す
る酸化物超電導体を少なくとも４．６−する部材により
形成するとともに、前記超電導機器と同一温度に冷却す
るよう構成したことを特徴としている。
（作 用）
高臨界温度を有する酸化物超電導体としては、希土類元
素含有のペロブスカイト型、たとえばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系の酸化物超電導体や、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０
系、ＴＩ−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体な
どが知られている。これら酸化物超電導体の臨界温度と
臨界磁場は以下に示す通りである。
素含有のペロブスカイト型、たとえばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系の酸化物超電導体や、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０
系、ＴＩ−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体な
どが知られている。これら酸化物超電導体の臨界温度と
臨界磁場は以下に示す通りである。
ＹＢａ２Ｃｕａ Ｏ７−δ： Ｔｃ−９０ＫＳＨｃ＋
−１５０ｅＢｉ Ｓｒ Ｄａ Ｃｕ Ｏ：Ｔ
ｃ−８０〜１０５Ｋ。
−１５０ｅＢｉ Ｓｒ Ｄａ Ｃｕ Ｏ：Ｔ
ｃ−８０〜１０５Ｋ。
２２３ｘ
ｌｌｃ＋ ＝ １０００ｅ
ＴＩ Ｈａ Ｃａ Ｃｕ Ｏ：Ｔｃ−１１１１
〜１２５Ｋ。
〜１２５Ｋ。
２２３Ｘ
１１ｃ１−１５００ｅ
これら酸化物超電導体の臨界温度からすれば、液体窒素
による冷却でも充分に超電導特性を発揮することが可能
であるが、これら酸化物超電導体はたとえば液体ヘリウ
ムなどの超冷却媒体温度での冷却によって、さらにマイ
スナー効果による磁気遮蔽効果が大きくなる。そして、
たとえば従来から使用されているＮｂ３ ＳｎやＮｂ−
Ｔｌなどの超電導部祠を用いた超電導磁石のような超電
導機器では、これら超電導部材の冷却のために液体ヘリ
ウムや液体水素などの超冷却媒体を使用しており、かつ
これら超冷却媒体の蒸発や液化促進のために液体窒素な
どの冷媒用液体によってその外周が覆われている。そこ
で、液体ヘリウムや液体水素などの超冷却媒体によって
酸化物超電導体からなる磁気遮蔽壁が冷却されるように
構成することで、高効率の磁気遮蔽が実現できる。
による冷却でも充分に超電導特性を発揮することが可能
であるが、これら酸化物超電導体はたとえば液体ヘリウ
ムなどの超冷却媒体温度での冷却によって、さらにマイ
スナー効果による磁気遮蔽効果が大きくなる。そして、
たとえば従来から使用されているＮｂ３ ＳｎやＮｂ−
Ｔｌなどの超電導部祠を用いた超電導磁石のような超電
導機器では、これら超電導部材の冷却のために液体ヘリ
ウムや液体水素などの超冷却媒体を使用しており、かつ
これら超冷却媒体の蒸発や液化促進のために液体窒素な
どの冷媒用液体によってその外周が覆われている。そこ
で、液体ヘリウムや液体水素などの超冷却媒体によって
酸化物超電導体からなる磁気遮蔽壁が冷却されるように
構成することで、高効率の磁気遮蔽が実現できる。
（実施例）
次に、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、この発明の磁気シールド装置を磁場中で単結
晶の引上げを行う、いわゆるＭＣＺ法を利用した単結晶
製造装置に適用した一実施例の構成を模式的に示す図で
ある。
晶の引上げを行う、いわゆるＭＣＺ法を利用した単結晶
製造装置に適用した一実施例の構成を模式的に示す図で
ある。
同図において、１は原料溶融用のるつぼであり、このる
つぼ１の外周にはこのるっぽ１を取囲むようにヒータ２
が設置されており、このヒータ２はカーボンなどからな
る断熱壁３によって覆われている。
つぼ１の外周にはこのるっぽ１を取囲むようにヒータ２
が設置されており、このヒータ２はカーボンなどからな
る断熱壁３によって覆われている。
断熱壁３の外周側には、真空断熱等を利用した液体ヘリ
ウムや液体水素などの超冷却媒体用貯留槽４が配置され
ている。この超冷却媒体用貯留槽４内にはＮＪ Ｓｎや
Ｎｂ−Ｔｉなどの超電導部材によって構成された超電導
磁石５が設置されており、また超冷却媒体用貯留ｔｅ４
の上部、外周側および下部方向の内壁には酸化物超電導
体からなる磁気遮蔽壁６が、この超冷却媒体用貯留槽４
内に収容されている液体ヘリウムや液体水素などの超冷
却媒体に浸漬されるように設置されている。
ウムや液体水素などの超冷却媒体用貯留槽４が配置され
ている。この超冷却媒体用貯留槽４内にはＮＪ Ｓｎや
Ｎｂ−Ｔｉなどの超電導部材によって構成された超電導
磁石５が設置されており、また超冷却媒体用貯留ｔｅ４
の上部、外周側および下部方向の内壁には酸化物超電導
体からなる磁気遮蔽壁６が、この超冷却媒体用貯留槽４
内に収容されている液体ヘリウムや液体水素などの超冷
却媒体に浸漬されるように設置されている。
この磁気遮蔽壁６を構成する酸化物超電導体は、超７は
導磁石５に用いられた超電導部材より臨界温度の高いも
のが用いられる。このような酸化物超電導体としては、
たとえば 一般式： ＹＢａ２Ｃｕａ Ｏ７−δで表されるＹ系
を代表とする希土類元素含有のペロブスカイト架構゛造
を有するｌ、ｎ−１）ａ−Ｃｕ−０系（Ｌｎｉ、ｔＹＳ
Ｌａ、 ５ｃＳＮｄＳＳＩＩ％ Ｐ、ｕ、 ＧｔＬ Ｄ
Ｙ％ １１０％ Ｅｒ、Ｔｍ５ＹｂＳ１．ｕ等の希土類
元素から選ばれた少なくとも １種の元素を、δは酸素
欠陥を表し通常１以下の数、Ｂａの一部は５ｒＳｅａな
どでなどで置換可能。）の酸化物超電導体や、 一般式：Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ２Ｃｕ３０ 。
導磁石５に用いられた超電導部材より臨界温度の高いも
のが用いられる。このような酸化物超電導体としては、
たとえば 一般式： ＹＢａ２Ｃｕａ Ｏ７−δで表されるＹ系
を代表とする希土類元素含有のペロブスカイト架構゛造
を有するｌ、ｎ−１）ａ−Ｃｕ−０系（Ｌｎｉ、ｔＹＳ
Ｌａ、 ５ｃＳＮｄＳＳＩＩ％ Ｐ、ｕ、 ＧｔＬ Ｄ
Ｙ％ １１０％ Ｅｒ、Ｔｍ５ＹｂＳ１．ｕ等の希土類
元素から選ばれた少なくとも １種の元素を、δは酸素
欠陥を表し通常１以下の数、Ｂａの一部は５ｒＳｅａな
どでなどで置換可能。）の酸化物超電導体や、 一般式：Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ２Ｃｕ３０ 。
で表されるｌ１ａ−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の酸化物超
電導体、一般式；Ｔ１２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３０ｘで表さ
れるＴ ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体
などが例示される。
電導体、一般式；Ｔ１２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３０ｘで表さ
れるＴ ｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の酸化物超電導体
などが例示される。
この酸化物超電導体からなる磁気遮蔽壁６の存在形態と
しては、所望の磁気シールド効果を発揮しうる体積を有
していれば、焼結体、厚膜、シート、粉体を適当な容器
内に充填したものなど、どのようなものでもよい。
しては、所望の磁気シールド効果を発揮しうる体積を有
していれば、焼結体、厚膜、シート、粉体を適当な容器
内に充填したものなど、どのようなものでもよい。
超冷却媒体用貯留槽４の外周側には、この超冷却媒体用
貯留槽４内に収容された液体ヘリウムや液体水素などを
冷却するように、液体窒素などの冷媒用液体が収容され
た冷却容器７か設置されている。
貯留槽４内に収容された液体ヘリウムや液体水素などを
冷却するように、液体窒素などの冷媒用液体が収容され
た冷却容器７か設置されている。
そして、るりは１内にたとえばＳｌやＧａＡｓなとの原
料を投入し、ヒータ２によって融点以上に加熱するとと
もに超電導磁石５によって磁場を印加しつつ原料融液８
を作製し、るつぼ１上方に昇降自在に配置された結晶引
上げ軸９の先端に取付けられた種結晶９を原料融液に接
触させ、結晶引上げ軸９を回転させながら引上げること
によって単結晶が得られるように構成されている。
料を投入し、ヒータ２によって融点以上に加熱するとと
もに超電導磁石５によって磁場を印加しつつ原料融液８
を作製し、るつぼ１上方に昇降自在に配置された結晶引
上げ軸９の先端に取付けられた種結晶９を原料融液に接
触させ、結晶引上げ軸９を回転させながら引上げること
によって単結晶が得られるように構成されている。
上記構成の磁気シールド装置を設置した単結晶製造装置
において、超電導磁石５として２丁の超電導磁石を用い
、単結晶製造装置の外壁から １００１の所で漏洩磁場
を測定したところ、上記した液体ヘリウムによって酸化
物超電導体からなる磁気遮蔽壁６の冷却を行ったこの実
施例の磁気シールド装置を用いたものでは１２０００
ｃてあった。
において、超電導磁石５として２丁の超電導磁石を用い
、単結晶製造装置の外壁から １００１の所で漏洩磁場
を測定したところ、上記した液体ヘリウムによって酸化
物超電導体からなる磁気遮蔽壁６の冷却を行ったこの実
施例の磁気シールド装置を用いたものでは１２０００
ｃてあった。
また、この発明との比較のため、超電導体による磁気シ
ールドを行わない構成のものと酸化物超電導体からなる
磁気遮蔽壁を液体窒素によって冷却を行う構成のＭＣＺ
法による単結晶製造装置において、上記実施例と同一条
件で漏洩磁場の測定を行ったところ、超電導部材による
磁気遮蔽を行わないものでは１４０００ ｅて、゛液体
窒素によって冷却したものでは１３９００ ｅであった
。
ールドを行わない構成のものと酸化物超電導体からなる
磁気遮蔽壁を液体窒素によって冷却を行う構成のＭＣＺ
法による単結晶製造装置において、上記実施例と同一条
件で漏洩磁場の測定を行ったところ、超電導部材による
磁気遮蔽を行わないものでは１４０００ ｅて、゛液体
窒素によって冷却したものでは１３９００ ｅであった
。
このように、この実施例の磁気シールド装置においては
、超電導磁石の冷却に従来から用いられてきだ液体ヘリ
ウムや液体水素などの超冷却媒体用貯留槽内に、磁気シ
ールドを必要とする方向のみに酸化物超電導体からなる
磁気遮蔽壁を設置するだけで、酸化物超電導体のマイス
ナー効果が液体窒素温度よりも液体ヘリウム温度のよう
な極低温の方が高いことを利用して、高効率な磁気シー
ルドが実現できる。
、超電導磁石の冷却に従来から用いられてきだ液体ヘリ
ウムや液体水素などの超冷却媒体用貯留槽内に、磁気シ
ールドを必要とする方向のみに酸化物超電導体からなる
磁気遮蔽壁を設置するだけで、酸化物超電導体のマイス
ナー効果が液体窒素温度よりも液体ヘリウム温度のよう
な極低温の方が高いことを利用して、高効率な磁気シー
ルドが実現できる。
また、従来から超電導磁石の冷却に用いられてきた液体
ヘリウムや液体水素などの超冷却媒体用貯留槽を利用し
、これに酸化物超電導体からなる磁気遮蔽壁を付加する
だけで上述したように高効率の磁気シールドが実現でき
るため、磁気シールド装置自体は大幅に小形化されたも
のとなる。
ヘリウムや液体水素などの超冷却媒体用貯留槽を利用し
、これに酸化物超電導体からなる磁気遮蔽壁を付加する
だけで上述したように高効率の磁気シールドが実現でき
るため、磁気シールド装置自体は大幅に小形化されたも
のとなる。
なお、上記実施例では、ＭＣＺ法を利用した単結晶製造
装置にこの発明の磁気シールド装置を適用した例につい
て説明したが、この発明はこれに限定されるものではな
くＭＲＩなど、各種超電導磁石を用いた装置に適用可能
である。
装置にこの発明の磁気シールド装置を適用した例につい
て説明したが、この発明はこれに限定されるものではな
くＭＲＩなど、各種超電導磁石を用いた装置に適用可能
である。
［発明の効果］
以上説明したようにこの発明の磁気シールド装置によれ
ば、各種超電導機器の冷却装置を利用して小形で高効率
の磁気シールドが実現できる。
ば、各種超電導機器の冷却装置を利用して小形で高効率
の磁気シールドが実現できる。
第１図はこの発明の一実施例の磁気シールド装置を適用
したＭＣＺ法を利用した単結晶製造装置の構成を模式的
に示す断面図である。 ４・・・・・・・・・超冷却媒体用貯留槽５・・・・・
・・・・超電導磁石 ６・・・・・・・・・酸化物超電導体からなる磁気遮蔽
壁７・・・・・・・・・冷却容器 出願人 株式会社 東芝
したＭＣＺ法を利用した単結晶製造装置の構成を模式的
に示す断面図である。 ４・・・・・・・・・超冷却媒体用貯留槽５・・・・・
・・・・超電導磁石 ６・・・・・・・・・酸化物超電導体からなる磁気遮蔽
壁７・・・・・・・・・冷却容器 出願人 株式会社 東芝
Claims (1)
- （１）沸点の異なる２種類以上の冷媒用液体によって冷
却される超電導機器の外周側に磁気遮蔽壁を配置し、こ
の磁気遮蔽壁により漏洩磁場を遮蔽する磁気シールド装
置において、 前記磁気遮蔽壁を前記超電導機器に用いられた超電導部
材より高臨界温度を有する酸化物超電導体を少なくとも
含有する部材により形成するとともに、前記超電導機器
と同一温度に冷却するよう構成したことを特徴とする磁
気シールド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21205088A JPH0260199A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 磁気シールド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21205088A JPH0260199A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 磁気シールド装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260199A true JPH0260199A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16616036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21205088A Pending JPH0260199A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 磁気シールド装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0260199A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021046342A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 信越半導体株式会社 | 単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21205088A patent/JPH0260199A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021046342A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 信越半導体株式会社 | 単結晶引上げ装置および単結晶引上げ方法 |
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