JPH0725548B2 - ビスマス含有超伝導体 - Google Patents

ビスマス含有超伝導体

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JPH0725548B2
JPH0725548B2 JP3149179A JP14917991A JPH0725548B2 JP H0725548 B2 JPH0725548 B2 JP H0725548B2 JP 3149179 A JP3149179 A JP 3149179A JP 14917991 A JP14917991 A JP 14917991A JP H0725548 B2 JPH0725548 B2 JP H0725548B2
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Description

【発明の詳細な説明】本願は、１９９０年３月５日に提
出され「配向したＢｉ−Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系
多結晶質超伝導体の合成法」と称するアール・エイチ・
アレントおよびエム・エフ・ガルバウスカス(R.H. Aren
dt& M.F. Garbauskas) の米国特許出願第０７／４８９
３０９号、１９９０年２月１２日に提出された「Ｂｉ−
Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体の合成法」と称
するアール・エイチ・アレントおよびエム・エフ・ガル
バウスカス(R.H. Arendt & M.F. Garbauskas) の米国特
許出願第０７／４７８３９３号、１９８９年８月２８日
に提出された「Ｂｉ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体
の合成法」と称するアール・エイチ・アレント(R.H. Ar
endt) の米国特許出願第０７／３９９１９７号、「核分
裂性の金属またはホウ素不純物を含有する超伝導体」と
称するシュワルツ(Swartz)等の米国特許第３３１０３９
５号、並びに「超伝導体」と称するアール・エル・フラ
イシャー(R.L. Fleischer)の米国特許第３３４６４２５
号に関連するものである。なお、これらの米国特許出願
および米国特許はいずれも本発明の場合と同じ譲受人に
譲渡されている。
【０００１】本発明は、核分裂性物質を添加したＢｉ含
有超伝導体粉末の製造技術に関するものである。本発明
はまた、かかるＢｉ含有超伝導体粉末を使用しながら、
照射によって超伝導特性を向上させ得るような多結晶質
焼結超伝導体を製造する技術にも関する。
【０００２】高い臨界温度を有するセラミック超伝導体
の発見は、広範囲にわたる超伝導性の実際的応用の可能
性を大幅に増大させた。しかし残念ながら、かかる可能
性の実現に先立って克服しなければならない大きな障害
がまだ存在している。詳しく述べれば、焼結された多結
晶質高温超伝導体の臨界電流密度は（特に高温下にある
有用な磁界中においては）あまりに小さ過ぎる。また、
多結晶質材料中における結晶粒間の超伝導結合は極めて
弱いように思われる。更にまた、結晶粒内における磁束
ピン止め効果が小さい結果として、単一の結晶粒内にお
いても極めて急速な磁束クリープが生じると共に、小さ
な臨界電流密度しか得られないものと考えられる。
【０００３】塊状の第２種超伝導体中における磁束のピ
ン止めは、格子中に存在する欠陥によってもたらされ
る。従来の実用的な低温超伝導体（たとえば、Ｎｂ−Ｔ
ｉまたはＮｂ3 Ｓｎ）について述べれば、このような欠
陥（すなわち、ピン止め中心）としては転位、結晶粒
界、および非超伝導性の混在物または空隙が挙げられ
る。新しい高温セラミック超伝導体については、天然に
存在する弱いピン止め中心が何であるかは明らかでな
い。格子欠陥を導入するための従来の方法（たとえば、
冷間加工や熱処理による結晶粒界の調整）は、セラミッ
ク材料に対しては有用でないように思われる。なぜな
ら、セラミック材料は脆い上、それらの結晶粒界は非常
に弱いので、磁束の運動を低減させるどころか増加させ
てしまうのである。従来の低温超伝導体において有効で
あったもう１つの方法は、放射線損傷によるピン止め中
心の導入である。
【０００４】本発明の実施の一態様に従えば、Ｂｉ含有
超伝導体粉末に天然ウランを添加し、それの多結晶質焼
結体を形成し、次いで該焼結体に熱中性子を照射してウ
ラン-235成分の核分裂を誘起することによって核分裂片
損傷が導入される。核分裂の誘起によってもたらされる
特別な利点は、より有効なピン止め中心であることが期
待される変位原子および無秩序格子の塊りに比べ、孤立
状態で分散した点欠陥の比率が最小限に抑えられること
である。このようにすれば、全面的な損傷による臨界温
度の大幅な低下が開始する前により大きい磁束ピン止め
効果が得られるはずである。
【０００５】本明細書の一部を成す添付の図面を参照し
ながら以下の詳細な説明を読めば、当業者には本発明が
一層明確に理解されよう。
【０００６】本発明に従って簡単に述べれば、焼結可能
でドープされた多結晶質超伝導酸化物粉末を製造するた
めに、(a) 超伝導性化合物、反応体酸化物および（また
は）それらの前駆物質、並びにそれらの混合物から成る
群より選ばれる母体粉末を用意し、かかる母体粉末の酸
化物組成は、Ｂｉ2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8±x （ただ
し、ｘは０〜０．５の範囲内の値を有する）、Ｂｉ2-y
Ｐｂy Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10±z （ただし、ｙは０．
１〜０．５の範囲内の値を有し、またｚは０〜１未満の
範囲内の値を有する）およびそれらの混合物から成る群
より選ばれた超伝導性化合物の生成にとって実質的に化
学量論的もしくはそれを越える酸化物組成を有し、(b)
ドーパント原子を供給するために、酸化物添加剤もしく
はそれの前駆物質として、天然の二酸化ウランまたはこ
れに相当するドーパント原子を含有する酸化物、二酸化
ウラン-235またはこれに相当するドーパント原子を含有
する酸化物、二酸化プルトニウム-239またはこれに相当
するドーパント原子を含有する酸化物、およびそれらの
混合物から成る群より選ばれ、前記添加剤のウラン成分
の全部および前記添加剤のプルトニウム-239成分の全部
がドーパント原子を供給し、前記天然の二酸化ウランま
たはこれに相当するドーパント原子を含有する酸化物
は、ウラン-235同位体を含む天然ウランから成るドーパ
ント原子を供給することとなり、(c) 前記母体粉末と前
記添加剤もしくはそれの前駆体とから成る反応混合物を
調製し、(d) 酸化雰囲気中において前記反応混合物を焼
成するに際して、約８２０℃またはそれよりも高いが反
応生成物（７０重量％以上を前記超伝導酸化物が占め
る）の生成を妨害するのに十分な量の液体を生じる温度
よりも低く前記ドーパント原子を前記超伝導性化合物に
少なくとも被覆させる反応温度を使用し、ただし、前記
反応温度またはそれよりも低い温度において前記前駆物
質は分解して前記反応体酸化物または前記酸化物添加剤
に転化する、(e) 酸化雰囲気中において前記反応生成物
を冷却して固体反応生成物を得、次いで(f) 前記固体反
応生成物を微粉砕することにより、最大寸法について４
０ミクロンまでの粒度を有する焼結性でドープされた粉
末が得られる。かかる焼結性粉末の７０重量％以上は、
熱中性子で照射した場合に焼結体１立方センチメートル
当り約０．２５×１０14〜約５×１０14回の核分裂事象
を生起させ得るような焼結超伝導体の製造にとって前記
焼結性粉末を有用ならしめるのに十分なだけのウラン-2
35および（または）プルトニウム-239ドーパント原子で
少なくとも被覆された前記超伝導性化合物の粒子で占め
られている。
【０００７】本発明方法の実施に際しては、超伝導性化
合物、反応体酸化物および（または）それらの前駆物
質、並びにそれらの混合物から成る群より選ばれた母体
粉末が用意される。かかる母体粉末は、特定の超伝導性
化合物の生成にとって実質的に化学量論的な酸化物組成
もしくはそれを越える酸化物組成を有している。母体粉
末の実際の組成は、生成させるべき超伝導性化合物の組
成に大きく依存すると共に、超伝導性化合物の生成量を
増加させ、あるいはそれの超伝導性を向上させるために
（実験的に決定される）いずれかの反応体酸化物を過剰
量で使用することが有利であるかどうかにも大きく依存
する。
【０００８】実施の一態様に従えば、母体粉末は超伝導
性化合物Ｂｉ2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ8±x （ただし、ｘ
は０〜０．５の範囲内の値を有し、また好ましくは０に
等しい）から成る。本明細書中においては、超伝導性化
合物Ｂｉ2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8±x を（２１２２）と
呼ぶことがある。
【０００９】別の実施の態様に従えば、母体粉末は超伝
導性化合物Ｂｉ2-y Ｐｂy Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10±z
（ただし、ｙは０．１〜０．５の範囲内の値、好ましく
は０．２５〜０．３５の範囲内の値、そして最も好まし
くは０．３の値を有し、またｚは０〜１未満の範囲内の
値を有する）から成る。本明細書中においては、この超
伝導性化合物を（２２２３）と呼ぶことがある。
【００１０】更に別の実施の態様に従えば、母体粉末は
反応体酸化物および（または）それらの前駆物質から成
る。
【００１１】本発明においては、これらの超伝導性化合
物の従来の製造方法を使用することができる。かかる製
造方法としては、粒子状酸化物あるいは加熱に際して該
酸化物を生成する化合物から成る均質混合物を固相反応
させる方法、および化合物の生成を容易にするために均
質混合物中の陽イオンを何らかの塩として共沈させてか
ら加熱によって酸化物を生成させる方法がある。
【００１２】反応体酸化物の前駆物質は一般に無機物で
ある。かかる前駆物質は、好ましくは反応温度よりも低
い温度において完全に熱分解して対応する酸化物および
副生ガスを生成し、そして反応生成物中にいかなる汚染
物も残留させないようなものでなければならない。一般
に、かかる前駆物質は所望量の対応する酸化物を生成さ
せるのに十分な量で使用される。なお、酸化カルシウム
または酸化ストロンチウムの前駆物質としては炭酸塩を
使用することが好ましい。
【００１３】好適な実施の態様に従えば、母体粉末は酸
化物のみから成る。そのためには、反応体酸化物の全て
の前駆物質から成る混合物を予め焼成することが好まし
い。すなわち、前駆物質を熱分解するには十分である
が、好ましくは実質的な量の液体を生成する温度よりも
低い温度を使用しながら、ほぼ大気圧の空気中において
上記の混合物が焼成される。こうして得られた反応生成
物を空気中において冷却することによって固体の酸化物
生成物が得られる。かかる酸化物生成物は砕け易い物質
であるから、実質的な量の不純物を導入することなく常
法に従って微粉砕することができる。こうして得られた
酸化物生成物を使用することにより、酸化物のみから成
る母体粉末を調製することができるのである。
【００１４】実施の一態様に従えば、酸化カルシウムを
供給するために酸化物生成物が使用される。
【００１５】別の実施の態様に従えば、母体粉末は化学
量論的な量に比べて０．１〜１．７５モルだけ過剰な量
の酸化カルシウムおよび（または）酸化銅を含有するよ
うに配合される。
【００１６】（２１２２）粉末はまた、米国特許出願第
０７／３９９１９７号明細書中に記載された方法に従っ
て製造することもできる。この方法は、溶融アルカリ金
属塩化物溶媒から成る反応媒質中において（２１２２）
を析出させ、そして反応塊を凝固させた後にアルカリ金
属塩化物溶媒を水で溶解することによって（２１２２）
を回収するというものである。
【００１７】実施の一態様に従えば、（２２２３）から
成る母体粉末は米国特許出願第０７／４７８３９３号明
細書中に記載された方法によって製造することができ
る。この特許出願明細書中には、超伝導性化合物Ｂｉ
2-y Ｐｂy Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10±z を少なくとも９
０重量％の量で含有する固形超伝導体の製造方法が開示
されている。かかる方法は、(a) 前記超伝導性化合物を
生成するように配合されると共に、前記超伝導体中にお
いて前記超伝導性化合物を生成する反応を推進するのに
十分な過剰量のＣａ2 ＣｕＯ3 および酸化第二銅を含有
するように配合されたＢｉ2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8±x
（ただし、ｘは０〜０．５の範囲内の値を有する）、Ｃ
ａ2 ＣｕＯ3 、酸化第二銅および酸化鉛から成ってい
て、前記Ｃａ2 ＣｕＯ3 および酸化第二銅は実質的に相
等しいモル量で存在しているような反応体混合物を用意
し、(b) 反応生成物の生成を妨害するのに十分な量の液
体を生じる温度より低い８２０〜８６０℃の範囲内の反
応温度を使用しながら酸化雰囲気中において前記反応体
混合物を加熱することにより、少なくとも９０重量％の
量で前記超伝導性化合物を含有する反応生成物を生成さ
せ、(c) 酸化雰囲気中において前記反応生成物を冷却し
て固形の超伝導体を得、次いで(d) 前記超伝導体を微粉
砕して超伝導体粉末を製造する諸工程から成るものであ
る。
【００１８】米国特許出願第０７／４７８３９３号明細
書中にはまた、Ｃａ2 ＣｕＯ3 とＣｕＯとの混合物から
成る酸化物生成物の使用によって反応体混合物が調製さ
れることも開示されている。かかる酸化物生成物を得る
ためには、先ず最初に、炭酸カルシウムと酸化銅との粒
子状混合物が調製される。この混合物は、実質的に等モ
ル量の酸化カルシウムおよび酸化第二銅を生成するよう
に配合される。次いで、少なくとも炭酸塩を分解するの
には十分であるが実質的な量の液体を生成するほどには
高くない温度を使用しながら、上記の混合物が空気中に
おいて焼成される。なお、焼成温度は約８５０〜約９５
０℃の範囲内にあればよい。かかる焼成は、少なくとも
実質的な量の炭酸塩が残留しなくなるまで行われる。こ
うして得られた酸化物生成物が空気中において（好まし
くは室温にまで）冷却される。この場合に起こる反応は
下記の通りである。
【００１９】 ＣａＯ＋ＣｕＯ→ 1/2Ｃａ2 ＣｕＯ3 ＋ 1/2ＣｕＯ＝“ＣａＣｕＯ2 ” 上記のごとき酸化物生成物は砕け易い物質である。それ
故、他の反応体と混合するのに先立ち、常法に従ってそ
れに軽度の乾式粉砕を施すことが好ましい。一般に、反
応体混合物中に存在する（２１２２）の１モルについて
１．１〜１．７５モルの「ＣａＣｕＯ2 」が使用され
る。
【００２０】本発明方法においては、超伝導体の照射に
先立ってドーパント原子の損失は全くもしくはほとんど
起こらない。それ故、母体粉末と添加剤とから成る混合
物中に存在するドーパント原子の数は、それから得られ
る照射前の焼結性粉末またはそれから得られる照射前の
焼結体中に存在するドーパント原子の数と同じである
か、あるいはそれと実質的に異ならない。
【００２１】本発明の添加剤は、天然の二酸化ウラン
（ＵＯ2 ）またはこれに相当するドーパント原子を含有
する酸化物、二酸化ウラン-235（ 235ＵＯ2 ）またはこ
れに相当するドーパント原子を含有する酸化物、二酸化
プルトニウム-239（ 239ＰｕＯ2 ）またはこれに相当す
るドーパント原子を含有する酸化物、およびそれらの混
合物から成る群より選ばれた酸化物添加剤またはそれの
前駆物質である。かかる添加剤の実際の使用量は実験的
に決定される。かかる添加剤は、熱中性子で照射した場
合に焼結体１立方センチメートル当り約０．２５×１０
14〜約５×１０14回の核分裂事象を生起させ得るような
焼結超伝導体を製造するために役立つ焼結性粉末を生成
するのに十分なだけのウラン-235および（または）プル
トニウム-239ドーパント原子を与えるような量で使用す
る必要がある。
【００２２】上記のごとき酸化物添加剤の前駆物質は、
一般に無機物である。かかる前駆物質は、好ましくは反
応温度よりも低い温度において完全に熱分解することに
より、二酸化物の場合に相当するドーパント原子を含有
する酸化物および副生ガスを生成し、そして反応生成物
中にいかなる汚染物も残留させないようなものでなけれ
ばならない。かかる前駆物質は、所望数のドーパント原
子を含有する酸化物を生成させるのに十分な量で使用す
る必要がある。
【００２３】酸化物添加剤の前駆物質は硝酸塩であるこ
とが好ましい。かかる硝酸塩を有機溶剤（たとえば、メ
タノール）中に溶解した後、その溶液を母体粉末と混合
してから乾燥することにより、母体粉末上に前駆物質の
被膜を残留させることが好ましい。
【００２４】ウラン鉱石から誘導された天然の二酸化ウ
ランは、天然に存在する３種の放射性同位体を含む天然
ウランから成るドーパント原子を与える。それらの放射
性同位体とは、天然ウランの全重量を基準として０．０
０５５重量％のウラン-234、０．７１９重量％のウラン
-235、および残部のウラン-238である。ウラン-235（
235Ｕ）は容易に核分裂を起こし得るウラン同位体であ
って、本発明において核分裂を受けるのはこの同位体で
ある。
【００２５】一般に、天然の二酸化ウランは母体粉末と
添加剤とから成る反応混合物の全重量を基準として約
０．０４〜約０．８重量％の範囲内の量で使用される。
より一般的に述べれば、天然の二酸化ウランまたはこれ
に相当するドーパント原子を含有する酸化物は、母体粉
末と添加剤とから成る反応混合物の全原子を基準として
約１５０〜約２３００原子ppm のドーパント原子（すな
わち、３種の同位体を含む全ウラン成分）を与えるよう
な量で使用される。
【００２６】二酸化ウラン-235は 235Ｕドーパント原子
のみを与え、従って少ない中性子照射量でより大きい効
果（すなわち、より多くの核分裂事象）をもたらすので
好適である。一般に、二酸化ウラン-235（ 235ＵＯ2 ）
は母体粉末と添加剤とから成る反応混合物の全重量を基
準として約３〜約８０００重量ppm （好ましくは６〜４
０００重量ppm ）の範囲内の量で使用される。より一般
的に述べれば、 235ＵＯ2 またはこれに相当するドーパ
ント原子を含有する酸化物は、母体粉末と添加剤とから
成る反応混合物の全原子を基準として約０．８〜約２０
００原子ppm の235Ｕを与えるような量で使用される。
【００２７】一般に、二酸化プルトニウム-239（ 239Ｐ
ｕＯ2 ）は母体粉末と添加剤とから成る反応混合物の全
重量を基準として約２〜約６０００重量ppm （好ましく
は約５〜２５００重量ppm ）の範囲内の量で使用され
る。より一般的に述べれば、 2 39ＰｕＯ2 またはこれに
相当するドーパント原子を含有する酸化物は、母体粉末
と添加剤とから成る反応混合物の全原子を基準として約
０．６〜約１５００原子ppm の 239Ｐｕを与えるような
量で使用される。
【００２８】実施の一態様に従えば、添加剤は天然の二
酸化ウランに 235ＵＯ2 を添加することによって得られ
た混合物（すなわち、濃縮二酸化ウラン）から成る。こ
の場合、 235ＵＯ2 は添加剤全体の約１〜約９３重量％
を占め、また 235Ｕ原子はドーパント原子全体の約１〜
約９３重量％を占める。
【００２９】母体粉末と酸化物添加剤またはそれの前駆
物質とから成る反応混合物の成分は、反応生成物の生成
を可能にするような粒度を有していなければならない。
一般的に述べれば、かかる成分粉末は１ミクロン未満か
ら約１００ミクロンまでの範囲内の粒度を有するが、通
例は１ミクロン未満から５０ミクロン未満までの範囲内
の粒度を有する。かかる成分粉末は、大きい粒度（すな
わち、約１００ミクロンを実質的に越える粒度）の硬い
粒団を含まないことが必要である。なぜなら、かかる粒
団は混合操作後にも残留して反応体同士の十分な接触を
妨げ、それによって反応速度の低下を招くことがあるか
らである。
【００３０】本発明方法においては、母体粉末および反
応混合物の諸成分は、所望の反応生成物を生成させるた
めの反応を生起させるのに十分な程度に均質でありかつ
十分に微細な粒度を有する粒子状混合物を調製するため
に役立つ各種の常用技術によって混合することができ
る。なお、良好な接触を達成するため、母体粉末および
反応混合物の諸成分は顕著な汚染なしにできるだけ均質
な混合物を生み出すようにして混合することが好まし
い。母体粉末と酸化物添加剤またはそれの前駆物質とか
ら成る反応混合物中においては、（２１２２）または
（２２２３）粉末は一般に最大寸法について１０ミクロ
ン未満の平均粒度を有するが、好ましくは２ミクロン未
満の平均粒度を有する。また、残りの反応体またはそれ
らの前駆物質は１ミクロン未満の平均粒度を有すること
が好ましい。
【００３１】母体粉末と添加剤とから成る反応混合物を
酸化雰囲気中において焼成することにより、本発明の反
応生成物が得られる。実際の反応温度は実験的に決定さ
れるが、それは反応体の組成（すなわち、焼成すべき物
質の組成）に大きく依存する。一般に、反応温度は（２
２２３）については約８２０〜８６０℃の範囲内にあ
り、また（２１２２）については約８２０〜８７０℃の
範囲内にある。なお、反応温度は約８２０〜８６０℃の
範囲内にあるのが通例である。かかる反応温度は、所望
の超伝導性化合物の生成を妨害するほどの反応体の偏析
を引起こすのに十分な量の液体を生じる温度よりも低く
なければならない。、反応時間は、実験的に決定され
る。反応時間は、一般に少なくとも７０重量％または少
なくとも８５重量％（好ましくは少なくとも９０重量
％）の量で所望の超伝導性化合物を含有する反応生成物
を生成させるのに十分なものでなければならない。反応
時間はまた、熱中性子で照射した場合に焼結体１立方セ
ンチメートル当り約０．２５×１０14〜約５．０×１０
14回の核分裂事象を生起させ得るような焼結超伝導体の
製造にとって得られる焼結性粉末を有用ならしめるのに
十分なだけのウラン-235および（または）プルトニウム
-239ドーパント原子を超伝導性化合物に少なくとも付着
させ、その上にドーパント原子の接着被膜を形成するの
に十分な時間でなければならない。なお、反応温度にお
ける焼成は超伝導性化合物中に存在するドーパント原子
の一部分（好ましくは実験的に決定される最大可溶部
分）を置換するのに十分な程度にまで実施される。
【００３２】反応生成物を酸化雰囲気中において（一般
にほぼ室温にまで）冷却することにより、所望の固体反
応生成物が得られる。一般に、酸化雰囲気（すなわち、
反応を実施するための雰囲気および反応生成物を冷却す
るための雰囲気）は少なくとも約１容量％の酸素を含有
するものであり、また雰囲気の残部は反応生成物に対し
て顕著な悪影響を及ぼさない気体である。かかる気体の
実例としては、窒素ガスおよびアルゴンやヘリウムのご
とき貴ガスが挙げられる。なお、酸化雰囲気は空気から
成ることが好ましい。一般に、酸化雰囲気はほぼ大気圧
下にある。反応生成物の冷却速度は実験的に決定される
が、それは広範囲にわたり得る（すなわち、反応生成物
は高速でも低速でも冷却することができる）。実施の一
態様に従えば、反応生成物は室温にまで炉内冷却され
る。
【００３３】こうして得られた反応生成物を微粉砕する
ことにより、所望の粒度を有する超伝導性の焼結性粉末
が得られる。かかる焼結性粉末の粒度（または粒度分
布）は実験的に決定される。とは言え、１立方センチメ
ートル当りの所要回数の核分裂事象を生起させ得るよう
な焼結超伝導体の製造を可能にするためには、焼結性粉
末は最大寸法について４０ミクロンまで（好ましくは２
０ミクロンまで）の粒度を有する必要がある。一般に、
本発明の焼結性粉末は最大寸法について約１０ミクロン
までの平均粒度を有し、また通例は約２ミクロン未満の
平均粒度を有する。
【００３４】上記のごとき目的のためには、得られる粉
末に対して顕著な悪影響を及ぼさない（すなわち、望ま
しくない不純物や実質的な量の汚染物を導入しない）通
常の微粉砕技術を使用することができる。実施の一態様
に従えば、好ましくはジルコニア製の摩砕媒体を使用し
ながら、窒素のごとき乾性雰囲気中において固体反応生
成物に乾式摩砕が施される。
【００３５】上記のごとき焼結性粉末は多結晶質のもの
であって、１種または数種の酸化物から成っている。そ
れは少なくとも検出可能な量（すなわち、質量分析計に
よって検出し得る量）のドーパント原子を含有してい
る。
【００３６】このような焼結性粉末から多結晶質焼結超
伝導体を製造するためには、通常のセラミック加工技術
を使用することができる。詳しく述べれば、焼結性粉末
を圧縮して所望の寸法および形状を持った未焼結体を形
成した後、ほぼ大気圧の空気中において実験的に決定さ
れる温度［（２２２３）材料については一般に約８２０
〜８６０℃、また（２１２２）材料については一般に約
８２０〜８７０℃、そして好ましくは約８２０〜８５０
℃の範囲内の温度］下で公知のごとくに焼結することに
より、好ましくは２０容量％以下の全気孔率を有する所
望密度の焼結超伝導体が製造される。かかる焼結超伝導
体は、ほぼ大気圧の空気中において実験的に決定される
速度（好ましくは早い速度）で好ましくは室温にまで冷
却される。ここで言う「室温」とは、１５〜３０℃の範
囲内の温度を意味する。
【００３７】照射前および照射後における焼結超伝導体
の超伝導性は、通常の技術によって測定することができ
る。たとえば、それは磁束排斥効果（すなわち、マイス
ナー効果）によって証明することができる。
【００３８】上記のごとき焼結超伝導体を熱中性子で照
射することにより、焼結超伝導体の１立方センチメート
ル当り約０．２５×１０14〜約５×１０14回の核分裂事
象を生起させるのに十分な数のウラン-235ドーパント原
子、プルトニウム-239ドーパント原子またはそれらの混
合物の核分裂が誘起される。ここで言う「核分裂事象」
とは、中性子を吸収した核分裂性の原子核が元の原子核
の質量のほぼ半分に等しい質量を有する主として２個の
重い原子核に分裂し、そして生じた核分裂片が停止する
まで運動を続けるという高エネルギー現象を意味する。
核分裂片は公知であって、それらは質量分析計によって
確認しかつ計数することができる。焼結超伝導体の結晶
粒中に放射線損傷を引起こし、それによって特定の超伝
導特性の顕著な改善をもたらすのは、このような核分裂
片の生成および運動である。一般に、焼結超伝導体の１
立方センチメートル当り約０．２５×１０14回より少な
い核分裂事象の生起はそれの超伝導特性に実質的な効果
を及ぼさないことがある。また、焼結超伝導体の１立方
センチメートル当り約５×１０14回より多い核分裂事象
の生起は、たとえばそれのゼロ抵抗転移温度（すなわち
臨界温度）の実質的な低下のごとき顕著な悪影響を及ぼ
すことがある。なお、焼結超伝導体の１立方センチメー
トル当り約０．６×１０14〜約２×１０14回の核分裂事
象を生起させるようにして照射を行うことが好ましい。
【００３９】熱中性子による焼結超伝導体の照射は、公
知のごとくにして行うことができる。照射線量は、焼結
超伝導体中に所望の核分裂事象を生起させるのに十分な
ものであると共に、それに顕著な悪影響を及ぼさないも
のであることが必要である。実際の照射線量は、焼結超
伝導体中に存在する 235Ｕおよび（または） 239Ｐｕド
ーパント原子の数、 235Ｕおよび（または） 239Ｐｕの
核分裂断面積、並びに所望の超伝導特性から計算され
る。一般的に述べれば、最小照射線量は焼結超伝導体の
１平方センチメートル当り約５×１０14〜約１×１０17
個の熱中性子を与えるようなものである。ドーパント原
子が 235Ｕまたは 239Ｐｕから成る場合には、一般に焼
結超伝導体の１平方センチメートル当り少なくとも約５
×１０14個の熱中性子を与える照射線量が必要である。
また、ドーパント原子が天然ウランから成る場合には、
一般に焼結超伝導体の１平方センチメートル当り少なく
とも約１×１０17個の熱中性子を与える照射線量が必要
である。
【００４０】一般に、使用する中性子源が許す限り、照
射はできるだけ室温に近い温度下で行われる。照射はま
た、ほぼ大気圧下もしくは焼結超伝導体に顕著な悪影響
を及ぼさない減圧下にある雰囲気中において行われる
が、実際の雰囲気は実験的に決定することができる。な
お、焼結超伝導体が酸素を失う傾向を有する場合には、
ほぼ大気圧下もしくは減圧下にある酸素雰囲気または酸
素含有雰囲気中において照射を行うことが好ましい。
【００４１】一般に、上記のごとき照射は焼結超伝導体
のぜロ抵抗転移温度を３０％未満の割合で低下させる。
なお、ゼロ抵抗転移温度の低下が２０％未満であれば好
ましく、またそれが全くもしくはほとんど変化しなけれ
ば一層好ましい。
【００４２】焼結超伝導体に上記のごとき照射を施した
場合、該超伝導体はそれが超伝導性を示すような５Ｋよ
り高い温度において実質的に大きい磁気ヒステリシスを
示すことが好ましい。
【００４３】ここで言う「焼結超伝導体が超伝導性を示
す温度」とは、該超伝導体が電気抵抗を有しないような
温度を意味する。
【００４４】ドーパント原子を含有する焼結超伝導体に
照射を施した場合には、該超伝導体が超伝導性を示すよ
うな５Ｋより高い温度において個々の結晶粒が実質的に
大きい臨界電流密度を有するような超伝導体が得られる
可能性がある。
【００４５】磁気ヒステリシスは臨界電流密度の尺度で
あるから、磁気ヒステリシスの増加には臨界電流密度の
増加が付随するものと推論することができる。
【００４６】照射後の焼結超伝導体は、磁石、電動機、
発電機および送電線路用の導体として有用である。
【００４７】本発明を一層詳しく説明するため、以下に
実施例を示す。これらの実施例中においては、特に記載
の無い限り、下記の手順を使用した。
【００４８】分散剤としては、「トリトン(Triton)Ｘ−
１００」の商品名で販売されている有機分散剤を使用し
た。
【００４９】全ての焼成または加熱工程および冷却工程
は、ほぼ大気圧の空気中において行った。
【００５０】焼成は炭化ケイ素抵抗炉内において行っ
た。
【００５１】
【実施例１】本実施例においては３種の粉末試料を製造
した。それらは、Ｂｉ1.7 Ｐｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3
Ｏ10±z から成る（ドーパント原子を含有しない）対照
試料（試料Ａ）、並びにＢｉ1.7 Ｐｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2
Ｃｕ3 Ｏ10±z から成る２種のドーパント原子含有試料
（試料ＢおよびＣ）であった。
【００５２】これらの試料を製造するためには、先ず最
初に、Ｂｉ1.7 Ｐｂ0.3 Ｃａ2.75Ｓｒ2 Ｃｕ3.75Ｏ
10±z に対応した酸化物組成を有するように配合された
母体粉末を用意した。
【００５３】詳しく述べれば、１５８．４１ｇの炭酸カ
ルシウム、１６９．９３ｇの炭酸ストロンチウムおよび
１７１．６６ｇの酸化第二銅から成る粒子状混合物を、
高密度のジルコニアから成る摩砕媒体と共に２リットル
のポリエチレンジャー内に装入した。蒸留水を摩砕液と
し、かつ数滴の分散剤を使用しながら、上記の混合物に
対して室温下で３時間にわたり湿式摩砕を施した。
【００５４】こうして得られたスラリーを摩砕媒体から
分離した後、約１２０〜１５０℃の炉内において空気中
で乾燥した。
【００５５】こうして得られた粉末材料は１ミクロン未
満の平均粒度を有していた。この粉末材料を高密度かつ
高純度のアルミナから成る複数の浅いセラミックボート
内に配置することにより、各ボート内に約１．０〜１．
５cmの深さを有するかさ密度の小さい粉末層を形成し
た。これらのボートをアルミナ製のゆるい蓋で覆った。
【００５６】上記のごとき粉末材料をほぼ大気圧の空気
中において加熱した。その際には、ボートを熱衝撃から
保護するために毎時１００℃の速度で７５０℃まで加熱
し、それから毎時１０℃の速度で９２５℃まで加熱し
た。粉末材料を４８時間にわたって９２５℃に保った
後、室温にまで炉内冷却した。こうして得られた生成物
についてＸ線回折分析を行ったところ、炭酸塩は完全に
分解して対応する酸化物を生成していると共に、それら
の酸化物は相互にかつ酸化第二銅と反応して複合酸化物
および酸化物の固溶体を生成していることが判明した。
単独の酸化物はほとんど検出されなかった。
【００５７】こうして得られたカルシウム−ストロンチ
ウム−銅の酸化物生成物１１７．５４ｇ、三二酸化ビス
マス粉末７０．５６ｇおよび酸化鉛粉末１１．９４ｇを
ポリエチレンジャー内に装入し、そして高密度のジルコ
ニアから成る摩砕媒体を使用しながら室温下で３０分間
にわたり乾式摩砕を施した。次いで、粗いナイロンふる
いを用いて摩砕後の材料を摩砕媒体から分離することに
よって母体粉末を得た。
【００５８】硝酸ウラニルの０．０１７モルメタノール
溶液の所定量を約２５．０ｇの母体粉末および十分な量
のメタノールと混合することによってスラリーを調製し
た。かかるスラリーを空気中において１００℃より低い
温度下で乾燥した。こうして得られた（試料Ｂ製造用
の）反応混合物Ｂには、反応混合物全体を基準として
０．４重量％の天然二酸化ウランに相当する量のドーパ
ント原子（８００原子ppm のＵ）が（硝酸塩として）添
加されていた。
【００５９】また、反応混合物Ｂとほぼ同様にして（試
料Ｃ製造用の）反応混合物Ｃを調製した。ただし、この
反応混合物Ｃには、反応混合物全体を基準として０．８
重量％の天然二酸化ウランに相当する量のドーパント原
子（１６００原子ppm のＵ）が（硝酸塩として）添加さ
れていた。
【００６０】（試料Ａ製造用の）反応混合物Ａは、母体
粉末のみから成る（ドーパント原子を含有しない）対照
品であった。
【００６１】こうして得られた反応混合物の各々は、反
応体の均質混合物から成るものと考えた。
【００６２】各々の反応混合物（約５〜７ｇ）から成る
厚さ約３mmの実質的に均一な層を金箔製のボート内に配
置し、金箔製のゆるい蓋で覆い、空気中において８６０
℃で１８７時間にわたり焼成し、次いで空気中において
室温にまで冷却した。
【００６３】こうして得られた生成物を炭化ホウ素製の
乳鉢および乳棒で微粉砕することにより、粒団を破壊す
ると共に結晶粒度を低下させた。こうして得られた試料
（試料Ａ、ＢおよびＣ）のほぼ等量（約０．２２ｇ）を
２３℃において約２MPa の圧力下で小形の融解石英管中
に詰めた。各々の管をプラスチック製の栓で閉鎖した
後、エポキシ樹脂で密封した。
【００６４】試料Ａ粉末のＸ線回折分析によれば、それ
は該粉末全体の少なくとも９０重量％の量でＢｉ1.7 Ｐ
ｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10±z 相を含有することが
判明した。別の研究結果に基づけば、該相中のｚはほと
んど０に等しいことがわかった。
【００６５】試料Ａ粉末の超伝導性を通常の方法（すな
わち、交流磁化法）によって測定した。この方法は、Ｌ
Ｃ共振回路中において該粉末を能動素子として使用しな
がら、共振周波数を回路温度の関数として測定するとい
うものである。この場合、共振周波数がバックグラウン
ドよりも大きい増加を示した時の温度が転移温度であ
る。その結果、該粉末は約１０９Ｋのゼロ抵抗転移温度
を有することが判明した。
【００６６】
【実施例２】１００．０９ｇの炭酸カルシウム、２９
５．２６ｇの炭酸ストロンチウムおよび１５９．０８ｇ
の酸化第二銅から成る粒子状混合物を、高密度のジルコ
ニアから成る直径 3/8インチの摩砕媒体３２００ｇと共
に２リットルのポリエチレンジャー内に装入した。蒸留
水を摩砕液とし、かつ数滴の分散剤を使用しながら、上
記の混合物に対して室温下で３時間にわたり湿式摩砕を
施した。
【００６７】こうして得られたスラリーを摩砕媒体から
分離した後、約１２０〜１５０℃の炉内において空気中
で乾燥した。
【００６８】こうして得られた粉末材料は１ミクロン未
満の平均粒度を有していた。この粉末材料を高密度かつ
高純度のアルミナから成る複数の浅いセラミックボート
内に配置することにより、各ボート内に約１．０〜１．
５cmの深さを有するかさ密度の小さい粉末層を形成し
た。これらのボートをアルミナ製のゆるい蓋で覆った。
【００６９】上記のごとき粉末材料をほぼ大気圧の空気
中において加熱した。その際には、ボートを熱衝撃から
保護するために毎時１００℃の速度で７５０℃まで加熱
し、それから毎時１０℃の速度で９２５℃まで加熱し
た。粉末材料を４８時間にわたって９２５℃に保った
後、室温にまで炉内冷却した。こうして得られた生成物
についてＸ線回折分析を行ったところ、炭酸塩は完全に
分解して対応する酸化物を生成していると共に、それら
の酸化物は相互にかつ酸化第二銅と反応して複合酸化物
および酸化物の固溶体を生成していることが判明した。
単独の酸化物はほとんど検出されなかった。
【００７０】こうして得られたカルシウム−ストロンチ
ウム−銅の酸化物生成物９５．１０ｇ、三二酸化ビスマ
ス１０３．８５ｇおよびアルカリ金属塩化物溶媒５０ｇ
から成る混合物を調製した。アルカリ金属塩化物溶媒は
５０モル％のＮａＣｌおよび５０モル％のＫＣｌから成
り、そして酸化物およびアルカリ金属塩化物溶媒の合計
量を基準として約２０重量％を占めていた。かかる混合
物の一部を取出し、高密度のジルコニアから成る直径 3
/8インチの摩砕媒体１６００ｇと共に５００mlのポリエ
チレンジャー内に装入し、そして室温下で４５分間にわ
たり乾式摩砕を施した。摩砕済みの材料をナイロンふる
いによって摩砕媒体から分離した。
【００７１】硝酸ウラニルの０．０１７モルメタノール
溶液の所定量を約２５ｇの摩砕済み材料および十分な量
のメタノールと混合することによってスラリーを調製し
た。かかるスラリーを空気中において１００℃より低い
温度下で乾燥した。こうして得られた（試料ＢＢ製造用
の）反応混合物ＢＢには、反応混合物全体を基準として
０．４重量％の天然二酸化ウランに相当する量のドーパ
ント原子（８８０原子ppm のＵ）が（硝酸塩として）添
加されていた。
【００７２】また、反応混合物ＢＢとほぼ同様にして
（試料ＣＣ製造用の）反応混合物ＣＣを調製した。ただ
し、この反応混合物ＣＣには、反応混合物全体を基準と
して０．８重量％の天然二酸化ウランに相当する量のド
ーパント原子（１７６０原子ppm のＵ）が（硝酸塩とし
て）添加されていた。
【００７３】（試料ＡＡ製造用の）反応混合物ＡＡは、
母体粉末のみから成る（ドーパント原子を含有しない）
対照品であった。
【００７４】各々の反応混合物（約５〜７ｇ）から成る
厚さ約３mmの実質的に均一な層を金箔製のボート内に配
置し、金箔製のゆるい蓋で覆い、空気中において８５０
℃で４１．５時間にわたり焼成し、次いで空気中におい
て室温にまで冷却した。
【００７５】こうして得られた各々の反応生成物は、結
晶粒団と凝固したアルカリ金属塩化物溶媒とが混合した
ものから成っていた。なお、アルカリ金属塩化物溶媒は
反応生成物全体の約２０重量％を占めていた。
【００７６】こうして得られた各々の試料を炭化ホウ素
製の乳鉢および乳棒で微粉砕することにより、粒団を破
壊すると共に結晶粒度を低下させた。
【００７７】試料ＡＡ粉末の超伝導性を実施例１に記載
のごとき交流磁化法によって測定した。その結果、該粉
末は約８４Ｋのゼロ抵抗転移温度を有することが判明し
た。
【００７８】試料ＡＡ粉末のＸ線回折分析によれば、そ
れの結晶粒団はＢｉ2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏx の単一相か
ら成ることが判明した。別の研究結果に基づけば、ｘは
約８であることがわかった。
【００７９】こうして得られた試料（試料ＡＡ、ＢＢお
よびＣＣ）のほぼ等量（約０．２２ｇ）を２３℃におい
て約２MPa の圧力下で小形の融解石英管中に詰めた。各
々の管をプラスチック製の栓で閉鎖した後、エポキシ樹
脂で密封した。
【００８０】
【実施例３】ブルックヘブン医療用原子炉を使用するこ
とにより、実施例１および２において製造された試料を
密閉石英管中において熱中性子（＜１MeV と＞１MeV と
の比は３３：１）で照射した。照射時における公称バッ
クグラウンド温度は６０℃であり、また最高温度は１０
０℃未満であった。試料は１．９×１０17／cm2 の熱中
性子フルエンスに暴露された。この値は、ニュークリア
ー・サイエンス・アンド・エンジニアリング(Nucl. Sc
i. Eng.) 第２２巻（１９６５年）の１５３頁に収載さ
れたアール・エル・フライシャー、ピー・ビー・プライ
スおよびアール・エム・ウォーカー(R.L. Fleischer,
P.B. Price & R.M. Walker)の論文中に記載されている
ようなガラス線量計中における核分裂飛跡の計数によっ
て求めたものである。
【００８１】 235Ｕの核分裂片は２つのピークを有する
質量およびエネルギー分布を示すのであって、質量の平
均値は１１７、またエネルギーの平均値は８４MeV であ
る。フィジカル・レビュー(PhysicalReview) 第Ｂ４０
巻（１９８９年）の２１６３頁に収載されたアール・エ
ル・フライシャー、エイチ・アール・ハート・ジュニ
ア、ケイ・ダブリュー・レイおよびエフ・イー・ルボル
スキー(R.L. Fleischer,H.R. Hart,Jr., K.W. Lay & F.
E. Luborsky) の論文中に記載されているごとく、１〜
３テスラにおけるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏの臨界電流に大き
い効果を及ぼすことが知られている値に（２倍までの範
囲内で）近似させるため、核分裂事象の最大内部濃度は
１．１×１０14／cm3 となるように設定した。この濃度
は３０×１０-8φｃ（ただし、φはcm-2を単位とする中
性子フルエンスであり、またｃは原子分率／１０6 で表
わされたウラン濃度である）によって与えられる。ま
た、１回の核分裂事象から生じる２個の核分裂片の飛程
の和が１６μｍであると仮定すれば、核分裂片の最大内
部線量は９×１０10／cm2 であると考えることもでき
る。磁気ヒステリシスによる磁束ピン止め効果の測定 核分裂片照射後における総合磁束ピン止め効果の変化
の測定を行った。磁束ピン止め効果の尺度としては、磁
気ヒステリシスおよび輸送臨界電流密度の２つが考えら
れる。しかるに、多結晶質物体または粉末試料の場合、
輸送臨界電流密度は（通例は極めて不良である）結晶粒
間の結合に大きく依存する。それ故、かかる測定のため
には磁気ヒステリシスが選ばれた。基本的な測定結果と
しては、０．８テスラの磁界中における磁気ヒステリシ
ス（emu/cm3 ）を温度（１０〜７７Ｋ）の関数として測
定した値が示される。
【００８２】磁気ヒステリシスループを測定するために
は、プリンストン・アプライド・リサーチ(Princeton A
pplied Research)社製の振動試料磁力計を３テスラの電
磁石と共に使用した。磁化曲線を得るため、電磁石中の
電流は三角波形を成すように設定されたが、電磁石中の
鉄の飽和のために磁界の強さは非直線的に変化した。磁
界の強さは、電磁石のギャップ内に配置されたホール探
針によって測定した。同相の雑音を消去するように配列
されたピックアップコイルにより、磁化の強さに比例す
るＡＣ信号が検出された。かかるコイルの出力は、１０
０msのフィルタ時定数を使用しながらロックイン増幅器
によって増幅された。ホール探針の出力（磁界の強さ）
およびロックイン増幅器の出力（磁化の強さ）はｘ−ｙ
記録計に送られた。磁化の強さの目盛は、既知重量の純
ニッケル製円板からの飽和磁束を測定することによって
校正された。試料はそれの長軸が磁界に対して垂直とな
るように取付けられた。０．８テスラにおいて観測され
た磁化の強さについては、減磁効果は無視し得る程度
（＜１．５％）である。
【００８３】ジャニス(Janis) 社製のヘリウム低温槽、
レイク・ショア(Lake Shore)社製の温度調節器、および
炭素−ガラス抵抗温度計の使用により、１０〜７７Ｋの
範囲内において温度が調節された。各々の温度におい
て、温度が安定化した後、試料を±２．５テスラの磁界
サイクルに１回だけ暴露し、次いで磁化曲線を記録し
た。その際には、１０００秒の記録時間に相当する一定
の電流掃引速度を使用した。
【００８４】照射前および照射後の試料について３５Ｋ
における磁化曲線を記録したが、それらを図１および２
に示す。
【００８５】本発明における磁気ヒステリシスの定義に
よれば、以下の考察において使用されるΔＭは磁化の強
さの正味の差である。示されるデータは、０．８テスラ
および−０．８テスラにおいて得られたΔＭの平均値で
ある。磁界掃引速度に対する磁気ヒステリシスの感受性
を調べるため、図１に示された試料および温度に関し、
２０〜２０００秒の範囲内の磁界掃引時間について０．
８テスラにおけるΔＭを測定した。±０．８テスラにお
ける磁気ヒステリシスは、通例、磁界掃引時間の対数に
対して直線的に減少することが判明した。
【００８６】図１および３には、０、８００および１６
００原子ppm のウランを含有する照射後の試料並びに０
および１６００原子ppm のウランを含有する照射前の試
料に関する磁気ヒステリシス測定結果が示されている。
照射線量は熱中性子フルエンスとして１．９×１０17／
cm2 であった。その結果、温度依存性を有する磁束ピン
止め効果の顕著な増強が認められた。磁束ピン止め効果
の増強は図２および４に示されている。それは２５Ｋに
おける１０倍から５０Ｋにおける７０倍にまでわたって
いる。なお、磁気ヒステリシスは液体窒素温度において
減少していないことに注意されたい。
【００８７】磁気ヒステリシスが温度依存性を示すこと
は、磁気ヒステリシスの程度が照射後に増大するばかり
でなく、核分裂片によって誘起されたピン止め中心のピ
ン止めエネルギーが照射前の試料中に存在するピン止め
中心のピン止めエネルギーよりも大きいことを示してい
る。
【００８８】こうして得られたデータを表１中に示す。
この場合、核分裂片線量は焼結体の１立方センチメート
ル当りの核分裂事象の回数とほぼ同等であると見なすこ
とができる。
【００８９】
【表１】 表１中のデータは、ドーパント原子を含有しない試料の
磁気ヒステリシスが１．９×１０17／cm2 の熱中性子フ
ルエンスによってほんの僅かしか変化しなかったことを
示している。その増加量は、１６００原子ppm のウラン
を含有する試料（試料Ｃ）について得られた増加量に比
べ、１０Ｋ、３５Ｋおよび５０Ｋにおいてそれぞれ４．
０％、１．３％および０．８％であった。ドーパント原
子を含有する照射後の試料に関する磁気ヒステリシス
は、ドーパント原子を含有しない照射後の試料およびド
ーパント原子を含有する照射前の試料のいずれに比べて
も増加している。
【００９０】光学顕微鏡検査および画像解析の使用によ
り、８００原子ppmのウランを含有する試料（試料Ｂ）
および１６００原子ppm のウランを含有する試料（試料
Ｃ）における結晶粒の粒度および形状分布を調べた。最
大直径と最小直径との平均比は２０〜３０であった。Ｂ
ｉ1.7 Ｐｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10およびＢｉ2 Ｃ
ａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8を母体とする試料に関する体積重み
付きの平均等価直径は、それぞれ２２μｍおよび１７μ
ｍであった。更にまた、次項に記載されるごとく臨界状
態モデルを用いて磁気ヒステリシスから結晶粒内の臨界
電流密度を計算する際に使用するため、画像解析によっ
て結晶粒の有効寸法および形状を求めた。磁気ヒステリシスと結晶粒内の臨界電流密度との相互関
係 フィジカル・レビュー・レターズ(Phys. Rev. Lett.)
第８巻（１９６２年）の２５０頁に収載されたシー・ピ
ー・ビーン(C.P. Bean) の論文およびレビューズオブ・
モダン・フィジックス(Rev. od. Phys.)第３６巻（１９
６４年）の３１頁に収載されたシー・ピー・ビーン(C.
P. Bean) の論文中に開示されているような臨界状態モ
デルを適当な磁気ヒステリシス測定値と共に使用すれ
ば、均質な材料について臨界電流密度と試料寸法との積
Ｊc Ｄを求めることができる。残念ながら、焼結体のご
とき不均質な材料については、臨界状態モデルを直接に
適用することはできない。一方の極端においては、電流
はあたかも試料が均質であるかのように流れる場合があ
る。この場合には、積Ｊc,s Ｄs （ただし、Ｄs は試料
の寸法である）が得られる。他方の極端においては、超
伝導電流に関する限り、結晶粒（またはそれよりも小さ
い実体）が本質的に分離しているような場合がある。こ
の場合には、積Ｊc,g Ｄg （ただし、Ｄg は結晶粒の寸
法である）が得られる。実際には、試料全体を通って流
れる超伝導電流と結晶粒内のみに局限された超伝導電流
とが混在するという中間の情況が起こり得る。上記のご
とき臨界状態モデルを使用した場合、該当する区域の寸
法（Ｄ）と該当する臨界電流密度（Ｊc ）とを別々に求
めることはできない。このように、臨界状態モデルを用
いて磁気ヒステリシスを解釈する際には本質的にあいま
いさが存在するのである。
【００９１】試料を粉末化し、そして粉末の粒度を減少
させながら磁気ヒステリシスを追跡するという破壊的実
験によれば、Ｄ（従ってＪc ）を求めることが原理的に
は可能である。この場合、試料の寸法または粉末の粒度
がＤよりも大きい限り、磁気ヒステリシスは変化しな
い。そして、粉末の粒度がＤよりも小さくなると、磁気
ヒステリシスは粒度に伴って減少するのである。このよ
うな実験は、エム・ビー・ブロズキー、アール・シー・
ダインズ、ケイ・キタザワおよびエイチ・エル・タラー
(M.B. Brodsky, R.C.Dynes, K.Kitazawa & H.L. Tulle
r) 編「ハイ・テンペラチュア・スーパーコンダクター
ズ(High Temperature Superconductors)」（材料研究学
会シンポジウム紀要第９９巻、ピッツバーグ、１９８８
年）の２４７頁に収載されたエム・スエナガ、エイ・ゴ
ッシュ、ティー・アサノ、アール・エル・サバティーニ
およびエイ・アール・モーデンバーグ(M. Suenaga, A.
Ghosh,T. Asano, R.L. Sabatini & A.R. Moodenbaugh)
の論文、並びにクライオジェニクス(Cryogenics)第２８
巻（１９８８年）の５７５頁に収載されたケイ・イト
ウ、エイチ・ワダ、ティー・クロダ、ワイ・カイエダ、
オー・オダワラおよびティー・オイエ(K. Itoh, H. Wad
a, T. Kuroda, Y. KaiedaO. Odawara & T. Oie)の論文
中に開示されている。かかる実験によれば、多結晶質の
焼結体については、有効寸法（Ｄ）は試料の寸法ではな
く（それよりも遥かに小さい）結晶粒の寸法に近いこと
が証明されている。このような結果が予想されるのは、
結晶粒間の超伝導結合が非常に弱い場合である。本発明
の解析に際しては、０．８テスラにおいては電流が結晶
粒内のみに局限されるという仮定が設けられた。すなわ
ち、測定された結晶粒の寸法を適宜に平均することによ
って得られる値がＤとして使用されると共に、それを用
いて計算された電流密度が結晶粒内の臨界電流密度とし
て記載されるのである。
【００９２】臨界状態モデルを使用すれば、特定の条件
が満足される場合、単純な横断面形状の結晶に関する磁
気ヒステリシスは特に簡単に式によって表わされる。そ
れらの条件とは、印加される磁界がＨc1に比べて大きい
こと、試料中における磁界の変動が十分に小さいため、
試料中におけるＪc がほとんど変化しないこと、および
試料全体にわたって同じ方向の臨界電流を誘起するのに
十分な速度で磁界の掃引が行われることである。本発明
の実験では、これらの条件は０．８テスラにおいて満足
される。
【００９３】磁気ヒステリシスに対する各々の結晶粒の
寄与を計算し、そして数百の結晶粒についてそれを合算
することにより、磁気ヒステリシスと臨界電流密度とを
関係づける係数が得られた。かかる解析は試料Ｂおよび
ＢＢについて行ったが、ドーパント原子を含有しない原
子については行わなかった。考察の都合上、円形横断面
の結晶に関する上記の式を使用することにより、得られ
た係数から有効直径を求めた。有効直径はいずれも２５
μｍであった。この有効直径は上記のごとき体積重み付
きの値とは異なるのであって、磁気ヒステリシスの解析
に当っては重みの付け方が違うことに注意すべきであ
る。
【００９４】このようにして計算された結晶粒内の臨界
電流密度は、図１の右側の目盛上に示されている。各々
の試料に関する磁気ヒステリシスと臨界電流密度とは一
定の係数によって関係づけられるから、「磁気ヒステリ
シスによる磁束ピン止め効果の測定」の項に記載された
議論は臨界電流密度にも適用される。かかる臨界電流密
度を考察する際に注意しなければならない点は、臨界状
態モデルにおける結晶粒の寸法の使用に当って（上記の
ごとく）複雑な情況が大幅に単純化されていることであ
る。もし結晶粒の寸法の代りに圧縮粉末試料の寸法を使
用すれば、計算される臨界電流密度は１００倍も小さな
ものになろう。重要な点は、磁気ヒステリシスまたはそ
れから誘導される臨界電流密度のいずれによって評価さ
れるにせよ、Ｂｉ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｃｕ−ＯまたはＢｉ−
Ｐｂ−Ｃａ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏの核分裂片照射は磁束ピン
止め効果の顕著な増強をもたらすことである。
【００９５】核分裂事象がもたらす特別な利点の１つ
は、たとえば電子線またはガンマ線照射によって得られ
るような分散した点欠陥とは異なり、損傷が無秩序格子
の塊りを成して局在することである。透過電子顕微鏡検
査によって飛跡が全く認められないから、存在する損傷
は電離に由来するものではなく、原子衝突に直接に関与
する５％の核分裂エネルギーに由来するものである。
【００９６】そうではあっても、予想される損傷はその
他の放射線によって生じる損傷よりも局在したものとな
る。
【００９７】
【表２】 表 ２ 粒子１個当りの推定原子変位数 粒 子 概略原子変位数 １MeV の電子 １ ０．００２５eVの中性子 １０ １MeV の中性子 ２０００ １対の核分裂片 (１７０MeV) ２０００００ 表２中には、原子衝突において５０eVのエネルギーが消
費される毎に平均して１個の原子が変位を受けるという
仮定に基づいて核分裂片の相対損傷効力が示されてい
る。更にまた、核分裂損傷は核分裂性原子から１０μｍ
以内に局在している。それに対し、Ｂｉ1.7 Ｐｂ0.3 Ｃ
ａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10中における１MeV の中性子の平均
自由行程は約３cmであり、しかもそれのエネルギーは
（１回の衝突ではなく）一連の衝突を通じて失われるの
である。
【００９８】本発明において見られるような大きい効果
は明らかに核分裂に由来するものであって、基本的に中
性子照射によって引起こされるものではない。中性子照
射がもたらす効果が小さいことは、ウランを含有しない
試料によって示されている。ジャーナル・オブ・ニュー
クリア・マテリアルズ(J. Nucl. Mat.) 第２巻（１９６
０年）の１４７頁に収載されたアール・エム・ウォーカ
ー(R.M. Walker) の論文中に記載されているごとく、熱
中性子は捕獲およびガンマ線放出によって原子の変位を
引起こすことがある。
【００９９】この場合、原子変位数は明確でないが、核
分裂損傷に比べて必ずしも小さくはない。しかしなが
ら、かかる原子の変位はより一様に分散しているのであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】３種の粉末試料に関し、照射前（黒塗り記号で
示す）と照射後（白抜き記号で示す）の場合について、
０．８テスラにおけるΔＭ（左側の目盛）によって表わ
される磁気ヒステリシスを温度に対してプロットしたグ
ラフである。この場合、第１の試料（試料Ａ）はＢｉ
1.7 Ｐｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10±z 粉末から成る
ものであり、第２の試料（試料Ｂ）は０．４重量％のＵ
Ｏ2 に相当する量のドーパント原子を添加したＢｉ1.7
Ｐｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10±z粉末から成るもの
であり、そして第３の試料（試料Ｃ）は０．８重量％の
ＵＯ2 に相当する量のドーパント原子を添加したＢｉ
1.7 Ｐｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ10±z 粉末から成る
ものである。右側の目盛は、各々の粉末試料が理論密度
を有するという仮定に基づき、本明細書中に記載された
臨界状態モデルを用いて磁気ヒステリシスおよび結晶粒
度から誘導された結晶粒内の臨界電流密度を示してい
る。
【図２】試料ＣおよびＢに関し、図１に示された照射後
の磁気ヒステリシスと照射前の磁気ヒステリシスとの比
を温度に対してプロットしたグラフである。図１および
２は、核分裂片照射による臨界電流密度の増加の程度が
線量の増加に伴って大きくなり、また温度の上昇に伴っ
て大きくなることを示している。
【図３】３種の粉末試料に関し、照射前（黒塗り記号で
示す）と照射後（白抜き記号で示す）の場合について、
０．８テスラにおけるΔＭ（左側の目盛）によって表わ
される磁気ヒステリシスを温度に対してプロットしたグ
ラフである。この場合、第１の試料（試料ＡＡ）はＢｉ
2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8±x 粉末から成るものであり、
第２の試料（試料ＢＢ）は０．４重量％のＵＯ2 に相当
する量のドーパント原子を添加したＢｉ2 ＣａＳｒ2 Ｃ
ｕ2 Ｏ 8±x 粉末から成るものであり、そして第３の試
料（試料ＣＣ）は０．８重量％のＵＯ2 に相当する量の
ドーパント原子を添加したＢｉ2 ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ
8±x 粉末から成るものである。右側の目盛は、各々の
粉末試料が理論密度を有するという仮定に基づき、本明
細書中に記載された臨界状態モデルを用いて磁気ヒステ
リシスおよび結晶粒度から誘導された結晶粒内の臨界電
流密度を示している。
【図４】試料ＣＣおよびＢＢに関し、図３に示された照
射後の磁気ヒステリシスと照射前の磁気ヒステリシスと
の比を温度に対してプロットしたグラフである。図３お
よび４は、Ｂｉ1.7 Ｐｂ0.3 Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ
10±z を母体とする試料の場合と同じ傾向が存在するこ
とを示している。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 35/45 ＺＡＡ Ｈ０１Ｂ 13/00 ５６５ Ｄ 7244−5Ｇ Ｈ０１Ｌ 39/24 ＺＡＡ Ｚ 9276−4Ｍ // Ｈ０１Ｂ 12/00 ＺＡＡ 7244−5Ｇ

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 焼結可能でドープされた多結晶質超伝導
    酸化物粉末を製造する方法において、(a) 超伝導性化合
    物、反応体酸化物および（または）それらの前駆物質、
    並びにそれらの混合物から成る群より選ばれる母体粉末
    を用意し、かかる母体粉末の酸化物組成は、Ｂｉ2 Ｃａ
    Ｓｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8±x （ただし、ｘは０〜０．５の範囲
    内の値を有する）、Ｂｉ2-y Ｐｂy Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3
    Ｏ10± z （ただし、ｙは０．１〜０．５の範囲内の値を
    有し、またｚは０〜１未満の範囲内の値を有する）およ
    びそれらの混合物から成る群より選ばれた超伝導性化合
    物の生成にとって実質的に化学量論的もしくはそれを越
    える酸化物組成を有し、(b) ドーパント原子を供給する
    ために、酸化物添加剤もしくはそれの前駆物質として、
    天然の二酸化ウランまたはこれに相当するドーパント原
    子を含有する酸化物、二酸化ウラン-235またはこれに相
    当するドーパント原子を含有する酸化物、二酸化プルト
    ニウム-239またはこれに相当するドーパント原子を含有
    する酸化物、およびそれらの混合物から成る群より選ば
    れ、前記添加剤のウラン成分の全部および前記添加剤の
    プルトニウム-239成分の全部がドーパント原子を供給
    し、前記天然の二酸化ウランまたはこれに相当するドー
    パント原子を含有する酸化物は、ウラン-235同位体を含
    む天然ウランから成るドーパント原子を供給することと
    なり、(c) 前記母体粉末と前記添加剤もしくはそれの前
    駆体とから成る反応混合物を調製し、(d) 酸化雰囲気中
    において前記反応混合物を焼成するに際して、約８２０
    ℃またはそれよりも高いが反応生成物（７０重量％以上
    を前記超伝導酸化物が占める）の生成を妨害するのに十
    分な量の液体を生じる温度よりも低く前記ドーパント原
    子を前記超伝導性化合物に少なくとも付着させる焼成温
    度を使用し、ただし、前記反応温度またはそれよりも低
    い温度において前記前駆物質は分解して前記反応体酸化
    物または前記酸化物添加剤に転化する、(e) 酸化雰囲気
    中において前記反応生成物を冷却して固体反応生成物を
    得、次いで(f) 前記固体反応生成物を微粉砕することに
    より、最大寸法について４０ミクロンまでの最大粒度を
    有する焼結性でドープされた粉末を得る方法。かかる焼
    結性粉末の７０重量％以上は、熱中性子で照射した場合
    に焼結体１立方センチメートル当り約０．２５×１０14
    〜約５×１０14回の核分裂事象を生起させ得るような焼
    結超伝導体の製造にとって前記焼結性粉末を有用ならし
    めるのに十分なだけのウラン-235および（または）プル
    トニウム-239ドーパント原子で少なくとも被覆された前
    記超伝導性化合物の粒子で占められている。
  2. 【請求項２】 前記添加剤が天然の二酸化ウランまたは
    これに相当するドーパント原子を含有する酸化物の前駆
    物質であり、かつ前記反応混合物を基準として約１５０
    〜約２３００原子ppm のドーパント原子を与える請求項
    １記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記添加剤が 235ＵＯ2 と天然の二酸化
    ウランとの混合物から成っていて、前記混合物中には
    235Ｕ原子が前記ドーパント原子の全重量を基準として
    約１〜約９３重量％の範囲内の量で存在する請求項１記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 前記添加剤が 235ＵＯ2 またはこれに相
    当するドーパント原子を含有する酸化物の前駆物質であ
    り、かつ前記反応混合物を基準として約０．８〜約２０
    ００原子ppm の 235Ｕを与える請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記添加剤が 239ＰｕＯ2 またはこれに
    相当するドーパント原子を含有する酸化物の前駆物質で
    あり、かつ前記反応混合物を基準として約０．６〜約１
    ５００原子ppm の 239Ｐｕを与える請求項１記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 前記焼成工程が前記超伝導性化合物中に
    存在する前記ドーパント原子の一部分を置換するのに十
    分な程度にまで実施される請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記酸化雰囲気が空気である請求項１記
    載の方法。
  8. 【請求項８】 前記反応温度が８２０〜８６０℃の範囲
    内にある請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 焼結可能でドープされた多結晶質超伝導
    酸化物粉末を製造する方法において、(a) 超伝導性化合
    物および反応体酸化物から成る群より選ばれる母体粉末
    を用意し、かかる母体粉末の酸化物組成は、Ｂｉ2 Ｃａ
    Ｓｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8±x （ただし、ｘは０〜０．５の範囲
    内の値を有する）から成る超伝導性化合物の生成にとっ
    て実質的に化学量論的もしくはそれを越える酸化物組成
    を有し、(b) ドーパント原子を供給するために、酸化物
    添加剤もしくはそれの前駆物質として、天然の二酸化ウ
    ランまたはこれに相当するドーパント原子を含有する酸
    化物、二酸化ウラン-235またはこれに相当するドーパン
    ト原子を含有する酸化物、二酸化プルトニウム-239また
    はこれに相当するドーパント原子を含有する酸化物、お
    よびそれらの混合物から成る群より選ばれ、前記添加剤
    のウラン成分の全部および前記添加剤のプルトニウム-2
    39成分の全部がドーパント原子を供給し、前記天然の二
    酸化ウランまたはこれに相当するドーパント原子を含有
    する酸化物は、ウラン-235同位体を含む天然ウランから
    成るドーパント原子を供給することとなり、(c) 前記母
    体粉末と前記添加剤もしくはそれの前駆体とから成る反
    応混合物を調製し、(d) 約８２０℃〜８５０℃の温度に
    て酸化雰囲気中において前記反応混合物を焼成すること
    により、反応生成物を得て、しかも前記ドーパント原子
    を前記超伝導性化合物に少なくとも付着させ、前記反応
    生成物の８５重量％以上は前記超伝導性化合物で占めら
    れ、ただし、前記反応温度またはそれよりも低い温度に
    おいて前記前駆物質は分解して前記反応体酸化物または
    前記酸化物添加剤に転化する、(e) 酸化雰囲気中におい
    て前記反応生成物を冷却して、次いで(f) 冷却して得ら
    れる固体反応生成物を微粉砕することにより、最大寸法
    について４０ミクロンまでの最大粒度を有する焼結性で
    ドープされた粉末を得る方法。かかる焼結性粉末の８５
    重量％以上は、熱中性子で照射した場合に焼結体１立方
    センチメートル当り約０．２５×１０14〜約５×１０14
    回の核分裂事象を生起させ得るような焼結超伝導体の製
    造にとって前記焼結性粉末を有用ならしめるのに十分な
    だけのウラン-235および（または）プルトニウム-239ド
    ーパント原子で被覆された前記超伝導性化合物の粒子で
    占められている。
  10. 【請求項１０】 前記添加剤が天然の二酸化ウランまた
    はこれに相当するドーパント原子を含有する酸化物の前
    駆物質であり、かつ前記反応混合物を基準として約１５
    ０〜約２３００原子ppm のドーパント原子を与える請求
    項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記添加剤が 235ＵＯ2 と天然の二酸
    化ウランとの混合物から成っていて、前記混合物中には
    235Ｕ原子が前記ドーパント原子の全重量を基準として
    約１〜約９３重量％の範囲内の量で存在する請求項９記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記添加剤が 235ＵＯ2 またはこれに
    相当するドーパント原子を含有する酸化物の前駆物質で
    あり、かつ前記反応混合物を基準として約０．８〜約２
    ０００原子ppm の 235Ｕを与える請求項９記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記添加剤が 239ＰｕＯ2 またはこれ
    に相当するドーパント原子を含有する酸化物の前駆物質
    であり、かつ前記反応混合物を基準として約０．６〜約
    １５００原子ppm の 239Ｐｕを与える請求項９記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記焼成工程が前記超伝導性化合物中
    に存在する前記ドーパント原子の一部分を置換するのに
    十分な程度にまで実施される請求項９記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記酸化雰囲気が空気である請求項９
    記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記酸化物添加剤の前記前駆物質を有
    機液体中に溶解し、得られた溶液を前記母体粉末と混合
    し、次いで得られた混合物を乾燥することにより、前記
    母体粉末上に前記酸化物添加剤の前記前駆物質の被膜が
    残留する請求項９記載の方法。
  17. 【請求項１７】 焼結可能でドープされた多結晶質超伝
    導酸化物粉末を製造する方法において、(a) 反応体酸化
    物から成る母体粉末を用意し、かかる母体粉末の酸化物
    組成は、Ｂｉ2-y Ｐｂy Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃｕ3 Ｏ
    10±z （ただし、ｙは０．１〜０．５の範囲内の値を有
    し、またｚは０〜１未満の範囲内の値を有する）および
    それらの混合物から成る超伝導性化合物の生成にとって
    実質的に化学量論的もしくはそれを越える酸化物組成を
    有し、(b) ドーパント原子を供給するために、酸化物添
    加剤もしくはそれの前駆物質として、天然の二酸化ウラ
    ンまたはこれに相当するドーパント原子を含有する酸化
    物、二酸化ウラン-235またはこれに相当するドーパント
    原子を含有する酸化物、二酸化プルトニウム-239または
    これに相当するドーパント原子を含有する酸化物、およ
    びそれらの混合物から成る群より選ばれ、前記添加剤の
    ウラン成分の全部および前記添加剤のプルトニウム-239
    成分の全部がドーパント原子を供給し、前記天然の二酸
    化ウランまたはこれに相当するドーパント原子を含有す
    る酸化物は、ウラン-235同位体を含む天然ウランから成
    るドーパント原子を供給することとなり、(c) 前記母体
    粉末と前記添加剤もしくはそれの前駆体とから成る反応
    混合物を調製し、(d) 約８２０〜８６０℃の温度にて酸
    化雰囲気中において前記反応混合物を焼成することによ
    り、反応生成物を得て、しかも前記ドーパント原子を前
    記超伝導性化合物に少なくとも付着させ、前記反応生成
    物の８５重量％以上は前記超伝導性化合物で占められ、
    ただし、前記反応温度またはそれよりも低い温度におい
    て前記前駆物質は分解して前記反応体酸化物または前記
    酸化物添加剤に転化する、(e) 酸化雰囲気中において前
    記反応生成物を冷却して、次いで(f) 冷却して得られる
    固体反応生成物を微粉砕することにより、最大寸法につ
    いて４０ミクロンまでの最大粒度を有する焼結性でドー
    プされた粉末を得る方法。かかる焼結性粉末の８５重量
    ％以上は、熱中性子で照射した場合に焼結体１立方セン
    チメートル当り約０．２５×１０14〜約５×１０14回の
    核分裂事象を生起させ得るような焼結超伝導体の製造に
    とって前記焼結性粉末を有用ならしめるのに十分なだけ
    のウラン-235および（または）プルトニウム-239ドーパ
    ント原子で被覆された前記超伝導性化合物の粒子で占め
    られている。
  18. 【請求項１８】 前記添加剤が天然の二酸化ウランまた
    はこれに相当するドーパント原子を含有する酸化物の前
    駆物質であり、かつ前記反応混合物を基準として約１５
    ０〜約２３００原子ppm のドーパント原子を与える請求
    項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記添加剤が 235ＵＯ2 と天然の二酸
    化ウランとの混合物から成っていて、前記混合物中には
    235Ｕ原子が前記ドーパント原子の全重量を基準として
    約１〜約９３重量％の範囲内の量で存在する請求項１７
    記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記添加剤が 235ＵＯ2 またはこれに
    相当するドーパント原子を含有する酸化物の前駆物質で
    あり、かつ前記反応混合物を基準として約０．８〜約２
    ０００原子ppm の 235Ｕを与える請求項１７記載の方
    法。
  21. 【請求項２１】 前記添加剤が 239ＰｕＯ2 またはこれ
    に相当するドーパント原子を含有する酸化物の前駆物質
    であり、かつ前記反応混合物を基準として約０．６〜約
    １５００原子ppm の 239Ｐｕを与える請求項１７記載の
    方法。
  22. 【請求項２２】 前記焼成工程が前記超伝導性化合物中
    に存在する前記ドーパント原子の一部分を置換するのに
    十分な程度にまで実施される請求項１７記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記酸化雰囲気が空気である請求項１
    ７記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記酸化物添加剤の前記前駆物質を有
    機液体中に溶解し、得られた溶液を前記母体粉末と混合
    し、次いで得られた混合物を乾燥することにより、前記
    母体粉末上に前記酸化物添加剤の前記前駆物質の被膜が
    残留する請求項１７記載の方法。
  25. 【請求項２５】 最大寸法について４０ミクロンまでの
    最大粒度を有すると共に、焼結可能でドープされた多結
    晶質超伝導酸化物粉末であって、この焼結性粉末の７０
    重量％以上は、熱中性子で照射した場合に焼結体１立方
    センチメートル当り約０．２５×１０14〜約５×１０14
    回の核分裂事象を生起させ得るような多結晶質焼結超伝
    導体の製造にとって前記焼結性粉末を有用ならしめるの
    に十分なだけのウラン-235および（または）プルトニウ
    ム-239ドーパント原子で少なくとも被覆された超伝導性
    化合物の粒子で占められ、前記超伝導性化合物がＢｉ2
    ＣａＳｒ2 Ｃｕ2 Ｏ 8±x （ただし、ｘは０〜０．５の
    範囲内の値を有する）、Ｂｉ2-y Ｐｂy Ｃａ2 Ｓｒ2 Ｃ
    ｕ3 Ｏ10±z （ただし、ｙは０．１〜０．５の範囲内の
    値を有し、またｚは０〜１未満の範囲内の値を有する）
    およびそれらの混合物から成る群より選ばれる超伝導酸
    化物粉末。
  26. 【請求項２６】 前記超伝導性化合物中に存在する前記
    ドーパント原子の一部分が置換されている請求項２５記
    載の超伝導酸化物粉末。
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IL98097A0 (en) 1992-06-21

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