JPH0555782A - 酸化物超電導磁気シールド分割体 - Google Patents
酸化物超電導磁気シールド分割体Info
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- JPH0555782A JPH0555782A JP3242349A JP24234991A JPH0555782A JP H0555782 A JPH0555782 A JP H0555782A JP 3242349 A JP3242349 A JP 3242349A JP 24234991 A JP24234991 A JP 24234991A JP H0555782 A JPH0555782 A JP H0555782A
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- magnetic shield
- container
- oxide
- magnetic field
- superconductor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化物高温超電導シールド体のＬ／Ｄを１程
度の円筒もしくは矩体型の容器を組み合わせることによ
り、Ｌ／Ｄを大きく、かつ磁気シールド効果を１０００
倍以上とし得る酸化物磁気シールド分割体を提供する。 【構成】 複数個の両端開口あるいは一端閉口／一端開
口の円筒型若しくは矩体型の酸化物超電導体容器１を、
その軸方向に突合せ、これら酸化物超電導体の突合せ部
の外周に前記超電導体より若干径の大きい同様の酸化物
超電導体容器２を嵌合させてなる。
度の円筒もしくは矩体型の容器を組み合わせることによ
り、Ｌ／Ｄを大きく、かつ磁気シールド効果を１０００
倍以上とし得る酸化物磁気シールド分割体を提供する。 【構成】 複数個の両端開口あるいは一端閉口／一端開
口の円筒型若しくは矩体型の酸化物超電導体容器１を、
その軸方向に突合せ、これら酸化物超電導体の突合せ部
の外周に前記超電導体より若干径の大きい同様の酸化物
超電導体容器２を嵌合させてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導現象（磁束を排除
する）を利用した磁気シールド分割体に関し、特にＬ／
Ｄを大きくでき、かつ磁気シールド効果を１０００倍以
上にできる磁気シールド分割体に係る。
する）を利用した磁気シールド分割体に関し、特にＬ／
Ｄを大きくでき、かつ磁気シールド効果を１０００倍以
上にできる磁気シールド分割体に係る。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】最近、酸化物超電導体
をその磁束を排除する超電導現象を利用し、磁気シール
ド容器に応用する研究が行われている。この場合、超電
導遮蔽は外部磁場を超電導体内に取り込まず、外部に向
かって排除することにより、内部空間に磁場を浸入させ
ないもので、磁気シールド効果は強磁性体よりも桁違い
に大きい。すなわち、強磁性遮蔽には残留磁化の存在か
らくる限界があり、この限界を超えた領域での磁気シー
ルドには、超電導磁気シールドに待たなければならな
い。しかるに、例えばＮｂ系の金属系超電導体では、冷
媒として液体ヘリウムを使用する必要があるので、磁気
シールド施工にはコスト的に障壁があり、超電導遮蔽は
極く一部を除いて実用化されていないのが実情である。
をその磁束を排除する超電導現象を利用し、磁気シール
ド容器に応用する研究が行われている。この場合、超電
導遮蔽は外部磁場を超電導体内に取り込まず、外部に向
かって排除することにより、内部空間に磁場を浸入させ
ないもので、磁気シールド効果は強磁性体よりも桁違い
に大きい。すなわち、強磁性遮蔽には残留磁化の存在か
らくる限界があり、この限界を超えた領域での磁気シー
ルドには、超電導磁気シールドに待たなければならな
い。しかるに、例えばＮｂ系の金属系超電導体では、冷
媒として液体ヘリウムを使用する必要があるので、磁気
シールド施工にはコスト的に障壁があり、超電導遮蔽は
極く一部を除いて実用化されていないのが実情である。
【０００３】昨今、脳から発する磁場を測定し、脳のメ
カニズムの解明や、頭痛の解明、脳の検診等を試みる研
究が活発化してきている。従来、ＭＲＩやポジトロンＣ
Ｔ等、脳の内部を探ることは臨床で実施されているが、
その解像力や用いる放射線等の制約があり、脳磁波の強
さは１０のマイナス９乗ガウスという極微弱磁場、因に
地磁気は０．３ガウスであり、このシグナルを検出する
ことは、強磁性遮蔽における限界を超えた領域にある。
この場合、ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）と呼ばれ
る磁束センサと、超電導磁気シールドが必須となる。
カニズムの解明や、頭痛の解明、脳の検診等を試みる研
究が活発化してきている。従来、ＭＲＩやポジトロンＣ
Ｔ等、脳の内部を探ることは臨床で実施されているが、
その解像力や用いる放射線等の制約があり、脳磁波の強
さは１０のマイナス９乗ガウスという極微弱磁場、因に
地磁気は０．３ガウスであり、このシグナルを検出する
ことは、強磁性遮蔽における限界を超えた領域にある。
この場合、ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）と呼ばれ
る磁束センサと、超電導磁気シールドが必須となる。
【０００４】本発明者らは、先に酸化物高温超電導体を
用いた磁気シールドが従来の強磁性体よりも桁違いに良
好なシールド効果を示すことを明らかにしている（特願
平１−２５４７１１号）。この磁気シールド容器は深さ
／口径（Ｌ／Ｄ）比を１以上にすることを必須の要件と
するものである。今、脳磁界を計測する場合、対象患者
が恐怖感を抱かず、かつ臨床的に採用できる最も内側の
口径は少なくとも５０〜１００ｃｍ必要である。この内
容器の外側に超電導容器を配置し冷却容器及びそれを断
熱する容器を入れると超電導体の口径は１ｍにも達す
る。Ｌ／Ｄを１以上、好ましくは２〜３にすると、容器
の深さは２〜３ｍとなる。このような大型の容器を一体
もので作製するのは、技術的には可能であるとしても、
極めて困難性を伴い、コストを考慮した実用的見地から
は製造不可能に近い。
用いた磁気シールドが従来の強磁性体よりも桁違いに良
好なシールド効果を示すことを明らかにしている（特願
平１−２５４７１１号）。この磁気シールド容器は深さ
／口径（Ｌ／Ｄ）比を１以上にすることを必須の要件と
するものである。今、脳磁界を計測する場合、対象患者
が恐怖感を抱かず、かつ臨床的に採用できる最も内側の
口径は少なくとも５０〜１００ｃｍ必要である。この内
容器の外側に超電導容器を配置し冷却容器及びそれを断
熱する容器を入れると超電導体の口径は１ｍにも達す
る。Ｌ／Ｄを１以上、好ましくは２〜３にすると、容器
の深さは２〜３ｍとなる。このような大型の容器を一体
もので作製するのは、技術的には可能であるとしても、
極めて困難性を伴い、コストを考慮した実用的見地から
は製造不可能に近い。
【０００５】本発明は、酸化物高温超電導シールド体の
Ｌ／Ｄを１程度の円筒もしくは矩体型の容器を組み合わ
せることにより、Ｌ／Ｄを大きく、かつ磁気シールド効
果を１０００倍以上とし得る酸化物磁気シールド分割体
を提供することを目的とするものである。
Ｌ／Ｄを１程度の円筒もしくは矩体型の容器を組み合わ
せることにより、Ｌ／Ｄを大きく、かつ磁気シールド効
果を１０００倍以上とし得る酸化物磁気シールド分割体
を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明は、複数個の両
端開口あるいは一端閉口／一端開口の円筒型若しくは矩
体型の酸化物超電導体を、その軸方向に突合せ、これら
酸化物超電導体の突合せ部の外周に前記超電導体より若
干径の大きい同様の酸化物超電導体を嵌合させることに
より、前記問題点を解決したものである。なお、本発明
において、超電導体はニッケル、インコネル、ハステロ
イ等の金属製容器の表面にジルコニア、銀等の中間層を
介して酸化物超電導体厚膜を形成したものとすることが
できる。
端開口あるいは一端閉口／一端開口の円筒型若しくは矩
体型の酸化物超電導体を、その軸方向に突合せ、これら
酸化物超電導体の突合せ部の外周に前記超電導体より若
干径の大きい同様の酸化物超電導体を嵌合させることに
より、前記問題点を解決したものである。なお、本発明
において、超電導体はニッケル、インコネル、ハステロ
イ等の金属製容器の表面にジルコニア、銀等の中間層を
介して酸化物超電導体厚膜を形成したものとすることが
できる。
【０００７】このような分割体において、Ｌ／Ｄが１程
度の大きさの容器を組合せ、重ねあわせることにより、
一体ものでは困難な大きな磁気シールド空間が得られ、
外部磁界／内部磁界の比で定義される磁気シールド効果
を１０００倍以上とすることが可能となる。ここで、磁
気シールド効果Ｓは液体窒素温度（７７）Ｋで超電導体
内部の磁界の強さの比で表され、Ｓ＝外部磁界／内部磁
界、と書ける。
度の大きさの容器を組合せ、重ねあわせることにより、
一体ものでは困難な大きな磁気シールド空間が得られ、
外部磁界／内部磁界の比で定義される磁気シールド効果
を１０００倍以上とすることが可能となる。ここで、磁
気シールド効果Ｓは液体窒素温度（７７）Ｋで超電導体
内部の磁界の強さの比で表され、Ｓ＝外部磁界／内部磁
界、と書ける。
【０００８】図１において、両端開口あるいは一端閉口
／一端開口の円筒型若しくは矩体型の酸化物超電導体容
器１を（ａ）のように、２個軸方向に突合せ、この突合
せ部の外周に超電導体１よりも若干径の大きな同様の酸
化物超電導体容器２を（ｂ）に示すように重ねあわせる
ように嵌合することにより、得られる。ここで、例えば
Ｌ／Ｄ＝１の容器を３個用いることにより磁気シールド
効果１０００倍以上の領域を容器の長手方向に大きく広
げることが可能となった。さらに、図１（ｃ）のよう
に、Ｌ／Ｄ＝１の容器３個、その上に重ねる容器として
Ｌ／Ｄ＝０．６の容器を２個用いることによって、人間
の体が入る大きさの磁気シールド空間を得ることがで
き、しかも磁気シールド効果も１０００倍から１０万倍
となり、脳磁界計測に十分なＳ／Ｎ比を達成できる。な
お、突合せ部の上から重ねあわせる容器２のＬ／Ｄは少
なくとも０．５、好ましくは１以上である。この場合、
容器１と容器２の間隙はできるだけ狭い方がよく、通常
の場合には間隙は直径の１〜２％以下が良い。
／一端開口の円筒型若しくは矩体型の酸化物超電導体容
器１を（ａ）のように、２個軸方向に突合せ、この突合
せ部の外周に超電導体１よりも若干径の大きな同様の酸
化物超電導体容器２を（ｂ）に示すように重ねあわせる
ように嵌合することにより、得られる。ここで、例えば
Ｌ／Ｄ＝１の容器を３個用いることにより磁気シールド
効果１０００倍以上の領域を容器の長手方向に大きく広
げることが可能となった。さらに、図１（ｃ）のよう
に、Ｌ／Ｄ＝１の容器３個、その上に重ねる容器として
Ｌ／Ｄ＝０．６の容器を２個用いることによって、人間
の体が入る大きさの磁気シールド空間を得ることがで
き、しかも磁気シールド効果も１０００倍から１０万倍
となり、脳磁界計測に十分なＳ／Ｎ比を達成できる。な
お、突合せ部の上から重ねあわせる容器２のＬ／Ｄは少
なくとも０．５、好ましくは１以上である。この場合、
容器１と容器２の間隙はできるだけ狭い方がよく、通常
の場合には間隙は直径の１〜２％以下が良い。
【０００９】
【作用】上記のように構成されたこの発明の酸化物高温
超電導磁気シールド分割体による磁気シールドのメカニ
ズムを、本発明のより良い理解のために説明する。従っ
て、以下の説明は本発明の範囲を限定するものではな
い。
超電導磁気シールド分割体による磁気シールドのメカニ
ズムを、本発明のより良い理解のために説明する。従っ
て、以下の説明は本発明の範囲を限定するものではな
い。
【００１０】一体物の超電導磁気シールド体は両端が開
口していてもその開口部に磁場が侵入しようとすると、
円筒の円周方向にシールド電流が流れ、磁場の侵入を防
ぐ。この場合、円周方向に超電導電流が流れる電流の経
路が容易にできるが、円周方向に容器が分割されている
と、超電導電流の流れが阻止されるため、シールド効果
は著しく低下する。このような観点から、本発明では、
円周方向には分割されていない容器を用いている。この
ような容器を図１（Ａ）に示したように、２個端面を突
き合わせて並べると、円筒の長手方向の磁場は容器と容
器の隙間からはほとんど侵入しない。
口していてもその開口部に磁場が侵入しようとすると、
円筒の円周方向にシールド電流が流れ、磁場の侵入を防
ぐ。この場合、円周方向に超電導電流が流れる電流の経
路が容易にできるが、円周方向に容器が分割されている
と、超電導電流の流れが阻止されるため、シールド効果
は著しく低下する。このような観点から、本発明では、
円周方向には分割されていない容器を用いている。この
ような容器を図１（Ａ）に示したように、２個端面を突
き合わせて並べると、円筒の長手方向の磁場は容器と容
器の隙間からはほとんど侵入しない。
【００１１】また、円筒の軸に垂直方向の磁場はこの隙
間から侵入するため、図１（Ｂ），（Ｃ）に示したよう
に、この隙間の上に容器を重ねることにより軸に垂直方
向の磁場も防ぐことができる。本発明によれば、このよ
うにして容器の組合せと、重ねあわせにより、より大き
なシールド空間を作り出すことができる。本発明の方法
は、バルク焼結体、厚膜、薄膜等、どのような方法で作
製された容器に対しても適用できる。
間から侵入するため、図１（Ｂ），（Ｃ）に示したよう
に、この隙間の上に容器を重ねることにより軸に垂直方
向の磁場も防ぐことができる。本発明によれば、このよ
うにして容器の組合せと、重ねあわせにより、より大き
なシールド空間を作り出すことができる。本発明の方法
は、バルク焼結体、厚膜、薄膜等、どのような方法で作
製された容器に対しても適用できる。
【００１２】
【効果】以上のような本発明によれば、次に示すような
効果を得ることができる。 （イ）一体ものでは困難な大きな磁気シールド空間を得
ることができる。 （ロ）磁気シールド効果１０００倍以上のシールド空間
を円筒もしくは筒型体の長手方向に大きく広げることが
可能である。
効果を得ることができる。 （イ）一体ものでは困難な大きな磁気シールド空間を得
ることができる。 （ロ）磁気シールド効果１０００倍以上のシールド空間
を円筒もしくは筒型体の長手方向に大きく広げることが
可能である。
【００１３】
【実施例１】Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝０．８：
０．２：０．８：１：１．４の組成の酸化物超電導体粉
末を用いて、内径１２ｍｍ、長さ３８ｍｍ、厚さ１ｍｍ
の両端開口円筒を冷間静水圧プレスにより成型し、焼成
して、バルクサンプルを作製した。同様に、内径１５ｍ
ｍ、長さ１５ｍｍ、厚さ１ｍｍの両端開口円筒容器も作
製した。これらの容器を図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示したように配置し、フラックスゲート型磁界センサ３
（測定感度、１ミリガウス）を用いて容器内部の磁界を
測定した。容器間の隙間は１ｍｍ以下であった。この場
合、円筒の軸方向に１０ガウスの外部磁界を加えた。外
部磁界は直流磁界及び１〜１００Ｈｚの交番磁界であっ
た。
０．２：０．８：１：１．４の組成の酸化物超電導体粉
末を用いて、内径１２ｍｍ、長さ３８ｍｍ、厚さ１ｍｍ
の両端開口円筒を冷間静水圧プレスにより成型し、焼成
して、バルクサンプルを作製した。同様に、内径１５ｍ
ｍ、長さ１５ｍｍ、厚さ１ｍｍの両端開口円筒容器も作
製した。これらの容器を図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示したように配置し、フラックスゲート型磁界センサ３
（測定感度、１ミリガウス）を用いて容器内部の磁界を
測定した。容器間の隙間は１ｍｍ以下であった。この場
合、円筒の軸方向に１０ガウスの外部磁界を加えた。外
部磁界は直流磁界及び１〜１００Ｈｚの交番磁界であっ
た。
【００１４】この測定結果を図３に示す。外部磁界／内
部磁界の比で定義した磁気シールド効果Ｓは、（Ａ）の
場合、約１０3、（Ｂ）及び（Ｃ）の場合、約２×１０4
であった。この結果から明らかなように、例え容器間に
隙間が開いていてもシールド効果は低下しないことがわ
かる。
部磁界の比で定義した磁気シールド効果Ｓは、（Ａ）の
場合、約１０3、（Ｂ）及び（Ｃ）の場合、約２×１０4
であった。この結果から明らかなように、例え容器間に
隙間が開いていてもシールド効果は低下しないことがわ
かる。
【００１５】次に、図４に示すように、円筒軸に垂直方
向に直流磁場を加えて内部磁界を測定した。その結果、
シールド効果Ｓは（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の場合、それ
ぞれ約１００、２、２×１０3以上であった。これよ
り、（Ｃ）の場合のみが１０００倍を超える磁気シール
ド効果を示した。これから明らかなように、重ねあわせ
によって円筒軸に平行、垂直方向ともに外部磁界を１０
００分の１以下に減衰させることができた。
向に直流磁場を加えて内部磁界を測定した。その結果、
シールド効果Ｓは（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の場合、それ
ぞれ約１００、２、２×１０3以上であった。これよ
り、（Ｃ）の場合のみが１０００倍を超える磁気シール
ド効果を示した。これから明らかなように、重ねあわせ
によって円筒軸に平行、垂直方向ともに外部磁界を１０
００分の１以下に減衰させることができた。
【００１６】
【実施例２】実施例１とほとんど同じ大きさの銀容器の
表面にディプコーティング法により、実施例１と同一組
成のＢｉ系超電導厚膜を形成した。Ｂｉ系超電導粉末を
エタノールを用いて分散させ、その中に銀円筒を浸し
て、引上げ乾燥し、熱処理した。形成された厚膜の厚さ
は約０．１ｍｍであった。この円筒容器を実施例１と同
様の試験に供した。印加した外部磁界は１ガウス以下で
あった。その結果、円筒軸に平行の外部磁界を加えた場
合、（Ａ）では５００、（Ｂ）及び（Ｃ）では約１０3
であった。また円筒軸に垂直方向の外部磁界を加えた場
合、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）でそれぞれ約７０，１．
５，１０3であった。これより、（Ｃ）の場合のみが１
０００倍を超える磁気シールド効果を示した。
表面にディプコーティング法により、実施例１と同一組
成のＢｉ系超電導厚膜を形成した。Ｂｉ系超電導粉末を
エタノールを用いて分散させ、その中に銀円筒を浸し
て、引上げ乾燥し、熱処理した。形成された厚膜の厚さ
は約０．１ｍｍであった。この円筒容器を実施例１と同
様の試験に供した。印加した外部磁界は１ガウス以下で
あった。その結果、円筒軸に平行の外部磁界を加えた場
合、（Ａ）では５００、（Ｂ）及び（Ｃ）では約１０3
であった。また円筒軸に垂直方向の外部磁界を加えた場
合、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）でそれぞれ約７０，１．
５，１０3であった。これより、（Ｃ）の場合のみが１
０００倍を超える磁気シールド効果を示した。
【図１】超電導磁気シールド容器の組合せ例を示す説明
図である。
図である。
【図２】超電導磁気シールド容器の組合せと測定系を示
す説明図であり、（Ａ）は容器１個の場合、（Ｂ）は容
器２個を並べた場合、（Ｃ）は（Ｂ）の突合せ部の外周
に容器を重ねた場合をそれぞれ示す。
す説明図であり、（Ａ）は容器１個の場合、（Ｂ）は容
器２個を並べた場合、（Ｃ）は（Ｂ）の突合せ部の外周
に容器を重ねた場合をそれぞれ示す。
【図３】磁気シールド効果Ｓの周波数依存性を示す関係
図である。
図である。
【図４】円筒軸の垂直方向に磁界を加えた場合の測定の
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
１ 磁気シールド容器 ２ 磁気シールド容器 ３ フラックスゲート型磁界センサー
Claims (2)
- 【請求項１】 複数個の両端開口あるいは一端閉口／一
端開口の円筒型若しくは矩体型の酸化物超電導体を、そ
の軸方向に突合せ、これら酸化物超電導体の突合せ部の
外周に前記超電導体より若干径の大きい同様の酸化物超
電導体を嵌合させてなる酸化物超電導磁気シールド分割
体。 - 【請求項２】 酸化物超電導体が金属容器の表面に酸化
物超電導体厚膜を形成したものである請求項１記載の酸
化物超電導磁気シールド分割体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242349A JPH0555782A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 酸化物超電導磁気シールド分割体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242349A JPH0555782A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 酸化物超電導磁気シールド分割体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555782A true JPH0555782A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=17087876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3242349A Pending JPH0555782A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 酸化物超電導磁気シールド分割体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555782A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986006184A1 (fr) * | 1985-04-08 | 1986-10-23 | Fanuc Ltd | Unite de commande numerique a fonction de controle du depassement |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3242349A patent/JPH0555782A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986006184A1 (fr) * | 1985-04-08 | 1986-10-23 | Fanuc Ltd | Unite de commande numerique a fonction de controle du depassement |
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