JPS6119104A - 超電導磁界発生装置 - Google Patents
超電導磁界発生装置Info
- Publication number
- JPS6119104A JPS6119104A JP59139299A JP13929984A JPS6119104A JP S6119104 A JPS6119104 A JP S6119104A JP 59139299 A JP59139299 A JP 59139299A JP 13929984 A JP13929984 A JP 13929984A JP S6119104 A JPS6119104 A JP S6119104A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- magnetic field
- coil
- electromagnetic force
- field generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、超電導磁界発生装置に係り、特に紫外光発生
装置−一；マクイグラー参−ウ）に好適な超電導磁界発
生装置に関する。
装置−一；マクイグラー参−ウ）に好適な超電導磁界発
生装置に関する。
はぼ光速に近い電子を高真空に排気した無端（ドーナツ
状）ダクトの中に導入し、電子軌道をある曲率をもって
曲げるときに、光を放射する５ＯＲ（シンクロトロン軌
道放射）装置が実用に供されている。
状）ダクトの中に導入し、電子軌道をある曲率をもって
曲げるときに、光を放射する５ＯＲ（シンクロトロン軌
道放射）装置が実用に供されている。
シンクロトロン放射による放射光の波長λＣは、と表わ
される。ただし、ｋは定数、Ｂｏは電子軌道に垂直な磁
束密度、ＥはＧｅＶで表わした電子のエネルギーである
。
される。ただし、ｋは定数、Ｂｏは電子軌道に垂直な磁
束密度、ＥはＧｅＶで表わした電子のエネルギーである
。
また、曲率半径ρは、
と表わされる。ただし、βとγとは電子の速度Ｖと光速
Ｃにより定まる定数２ｍは電子の質量、ｅは電子の電荷
であろう （１）式からは、磁束密度ＢＯおよび電子のエネルギー
Ｅが大きいほど波長が短い光が得られることがわかす、
（２）式からは、磁束密度Ｂｏが大きいほど電子軌道の
曲率半径が小さくなることがわかる。
Ｃにより定まる定数２ｍは電子の質量、ｅは電子の電荷
であろう （１）式からは、磁束密度ＢＯおよび電子のエネルギー
Ｅが大きいほど波長が短い光が得られることがわかす、
（２）式からは、磁束密度Ｂｏが大きいほど電子軌道の
曲率半径が小さくなることがわかる。
従来のＳＯＲ装置においては、銅、鉄を用いたいわゆる
偏向電磁石により、電子軌道を曲げていた。この種の銅
、鉄電磁石においては、磁束密度Ｂｏは１０〜２０キロ
ガウス程度であり、短い波長の光を得るには、美大な電
力を消費する加速器を使用し、電子のエネルギーを高め
ていた。
偏向電磁石により、電子軌道を曲げていた。この種の銅
、鉄電磁石においては、磁束密度Ｂｏは１０〜２０キロ
ガウス程度であり、短い波長の光を得るには、美大な電
力を消費する加速器を使用し、電子のエネルギーを高め
ていた。
エネルギーロスを少なくして磁束密度Ｂｏを高めるには
、超電導磁石を使うことが有効な手段である。電子軌道
に曲率を与えるための超電導磁石の従来構造の一例を１
部破断状態で第３図に示す。
、超電導磁石を使うことが有効な手段である。電子軌道
に曲率を与えるための超電導磁石の従来構造の一例を１
部破断状態で第３図に示す。
超電導コイル１は押え板２およびボルト３で容器４の内
側部分４Ａに固定される。超電導コイル１に働く電磁力
は、矢印５Ａ、５Ｂで示すコイルを押し広げようとする
方向の力と、矢印６Ａ、６Ｂで示す向い合ったコイル間
の吸引力とになる。超電導コイルに働く電磁力によるコ
イルの変形は、その変形過程において、摩擦熱や歪エネ
ルギーの開放などにより、超電導コイルの温度を上昇さ
せ、超電導状態から常電導状態に転移する主要因となる
。
側部分４Ａに固定される。超電導コイル１に働く電磁力
は、矢印５Ａ、５Ｂで示すコイルを押し広げようとする
方向の力と、矢印６Ａ、６Ｂで示す向い合ったコイル間
の吸引力とになる。超電導コイルに働く電磁力によるコ
イルの変形は、その変形過程において、摩擦熱や歪エネ
ルギーの開放などにより、超電導コイルの温度を上昇さ
せ、超電導状態から常電導状態に転移する主要因となる
。
そこで、超電導コイルには、電磁力によって変形しない
ように、電磁力に対向する向きに支持部材を設けである
。第３図に示す従来の超電導磁石においては、矢印５Ｂ
の方向の電磁力を、次のような経路で容器４の内側部分
４Ａに伝達し支持させていた。
ように、電磁力に対向する向きに支持部材を設けである
。第３図に示す従来の超電導磁石においては、矢印５Ｂ
の方向の電磁力を、次のような経路で容器４の内側部分
４Ａに伝達し支持させていた。
超電導コイル１→当て板７→押しボルト１０→支持板８
→固定ボルト９→容器内一部分４Ａこの構造においては
、固定ボルト９に曲げモーメントが加わシ、超電導コイ
ル１に発生する電磁力に対向するには、多数のボルトを
必要としていた。それでも変形を完全に押えるのは不可
能で、常電導に転移することがしばしばあった。
→固定ボルト９→容器内一部分４Ａこの構造においては
、固定ボルト９に曲げモーメントが加わシ、超電導コイ
ル１に発生する電磁力に対向するには、多数のボルトを
必要としていた。それでも変形を完全に押えるのは不可
能で、常電導に転移することがしばしばあった。
第３図の矢印１１は、電子ビームの方向を示すが、これ
を平面的に模式表現したのが第４図である。第４図にお
いて、左方から入射した電子ビーム１１は、第１磁極２
１（−列として紙面に垂直で下向き）により偏向される
。次に第２磁極２２（−列として紙面に垂直上向き）に
より逆方向に偏向される。更に第３磁極２３（第１磁極
と同極）により元の軌道方向の延長上に戻るような偏向
を受ける。
を平面的に模式表現したのが第４図である。第４図にお
いて、左方から入射した電子ビーム１１は、第１磁極２
１（−列として紙面に垂直で下向き）により偏向される
。次に第２磁極２２（−列として紙面に垂直上向き）に
より逆方向に偏向される。更に第３磁極２３（第１磁極
と同極）により元の軌道方向の延長上に戻るような偏向
を受ける。
それぞれの磁極間隔ｔ１が長いと、電子〉−ムの偏向量
ｔｚが大きくなり、容器４の内側部分４Ａの幅ｔ３を広
くしておかなければならない。
ｔｚが大きくなり、容器４の内側部分４Ａの幅ｔ３を広
くしておかなければならない。
従来の超電導磁石では、当て板７．支持板８．押しボル
ト１０を設けるための空間が必要であ勺、磁極間隔ｔ１
が長くなるから、容器全体が大型化せざるを得なかった
。
ト１０を設けるための空間が必要であ勺、磁極間隔ｔ１
が長くなるから、容器全体が大型化せざるを得なかった
。
本発明の目的は、従来の超電導磁石の欠点を解消するこ
とで多少、よシ具体的には、超電導コイルの変形を押え
る容器が小型軽量の超電導磁石を備えた超電導磁界発生
装置を提供することである。
とで多少、よシ具体的には、超電導コイルの変形を押え
る容器が小型軽量の超電導磁石を備えた超電導磁界発生
装置を提供することである。
本発明は、従来の当て板と支持板と押しボルトとによる
超電導コイルの支持構造に代えて、超電導コイルの周囲
を取巻く支持部材とこれに溶接等で取付けられる上下板
かかｒ手舎とを採用したものである。
超電導コイルの支持構造に代えて、超電導コイルの周囲
を取巻く支持部材とこれに溶接等で取付けられる上下板
かかｒ手舎とを採用したものである。
次に、第１図と第２図とを参照して、本発明の一実施例
につき、更に詳細に説明する。
につき、更に詳細に説明する。
超電導コイル３１に密接してスペーサ３２を設ける。ス
ペーサ３２は、コイル周方向に沿って飛び飛びに配置し
、冷媒の通路を形成する。本発明の特徴である電磁力支
持部材３３は、コイル周方向に沿った形状とし、スペー
サ３２を介して、超電導コイル３１を押え込むように取
付ける。更に上板３４．と下板３５とを用いて、超電導
コイル３１と電磁力支持部材３３とをサンドイッチ状に
はさみ込むようにしである。
ペーサ３２は、コイル周方向に沿って飛び飛びに配置し
、冷媒の通路を形成する。本発明の特徴である電磁力支
持部材３３は、コイル周方向に沿った形状とし、スペー
サ３２を介して、超電導コイル３１を押え込むように取
付ける。更に上板３４．と下板３５とを用いて、超電導
コイル３１と電磁力支持部材３３とをサンドイッチ状に
はさみ込むようにしである。
支持部材３３の取付は方法としては、超電導コイル３１
と支持部材３３に温度差を与え、熱膨張の差ですきまを
生じた状態において取付ける方法（いわゆる焼ばめ）や
、支持部材３３を複数個に分割しておき、外周から圧力
を加えつつ溶接等により接続して取付ける方法が用いら
れる。
と支持部材３３に温度差を与え、熱膨張の差ですきまを
生じた状態において取付ける方法（いわゆる焼ばめ）や
、支持部材３３を複数個に分割しておき、外周から圧力
を加えつつ溶接等により接続して取付ける方法が用いら
れる。
また、上板３４と下板３５とは、支持部材３３との接触
部３６と３７とにおいて溶接等にょシ固定される。
部３６と３７とにおいて溶接等にょシ固定される。
こうして形成した超電導コイルユニツ）３０は、矢印３
８．３９方向の電磁力を支持部材３３が直接支持し、更
に上下板３４．３５が補強部材として作用するので、変
形がなく強固なユニットとなる。
８．３９方向の電磁力を支持部材３３が直接支持し、更
に上下板３４．３５が補強部材として作用するので、変
形がなく強固なユニットとなる。
第２図は、コイル二二ッ）３０を容器４に取付けた状態
を示す。容器４への取付けは、第１図示のボルト孔４０
１７Ｃ通したボルト４１にょシ容器の内側部分４Ａに固
定するだけでよく、極めて簡単である。
を示す。容器４への取付けは、第１図示のボルト孔４０
１７Ｃ通したボルト４１にょシ容器の内側部分４Ａに固
定するだけでよく、極めて簡単である。
本実施例によれば、以下のような効果が得られる。
（１）電磁力支持部材が超電導コイルに密接しているか
ら、従来の構造に比べて、第４図に示す磁極間隔１．が
短くなる。従って、容器全体を小形化できる。
ら、従来の構造に比べて、第４図に示す磁極間隔１．が
短くなる。従って、容器全体を小形化できる。
（２）磁極間隔１．を短くすると、第４図に示す偏向量
ｔ２ も少なくなるので、容器の内側寸法ｔ３を小さく
できる。
ｔ２ も少なくなるので、容器の内側寸法ｔ３を小さく
できる。
（３）容器の内側寸法ｔ３を小さくすると、第３図に矢
印６Ａ、６］３で示す方向の電磁力が小さくなシ、容器
４の内側部分４Ａの厚さを薄くできる。
印６Ａ、６］３で示す方向の電磁力が小さくなシ、容器
４の内側部分４Ａの厚さを薄くできる。
（４）全体として小型軽量となるため、冷却用極低温冷
媒（液体ヘリウム）の使用量を削減可能である。
媒（液体ヘリウム）の使用量を削減可能である。
なお、上記実施例および第４図の模式図では、電子ビー
ムが曲がることにょム １種数の波長の光だけが放射さ
れる場合を示したが、例えばコイルユニット２組でひと
つの磁極を形成し、コイルユニット６組を用いて、隣接
しある磁束方向が互いに逆方向であるようにした場合が
これに該当する。波長の異なる２種類以上の放射光を得
たいときは、それを直列接続すルばよい。このように多
数のコイルユニットを用いる場合、本発明の小型軽量化
の効果が特に著しい。
ムが曲がることにょム １種数の波長の光だけが放射さ
れる場合を示したが、例えばコイルユニット２組でひと
つの磁極を形成し、コイルユニット６組を用いて、隣接
しある磁束方向が互いに逆方向であるようにした場合が
これに該当する。波長の異なる２種類以上の放射光を得
たいときは、それを直列接続すルばよい。このように多
数のコイルユニットを用いる場合、本発明の小型軽量化
の効果が特に著しい。
本発明によれば、超電導コイルの周囲を支持部材で取巻
きしかも上下板で更に補強することになるので、磁極間
隔を長くとる必要がなく、超電導コイルの変形を押える
容器が小型軽量の超電導磁石を備えた超電導磁界発生装
置が得られる。
きしかも上下板で更に補強することになるので、磁極間
隔を長くとる必要がなく、超電導コイルの変形を押える
容器が小型軽量の超電導磁石を備えた超電導磁界発生装
置が得られる。
第１図は本発明による超電導磁石を示す部分断面図、第
２図はその超電導磁石を用いる超電導磁界発生装置を示
す部分断面図、第３図は従来の超電導磁界発生装置を示
す部分断面図、第４図は電子ビームの方向と磁極の配列
を平面的に示す模式１・・・超電導コイル、２・・・押
え板、３・・・ボルト、４・・・容器、４Ａ・・・容器
の内側部分、５Ａ、５Ｂ。 ６Ａ、６Ｂ・・・超電導コイルに働く電磁力の方向、７
・・・当て板、８・・・支持板、９・・・ボルト、１０
・・・押しボルト、１１・・・電子ビームの方向、２１
，２２゜２３・・・磁極、３０・・・コイルユニット、
３１・・・超を導コイル、３２・・・スペーサ、３３・
・・支持部材、３４・・・上板、３５・・・下板、３６
．３７・・・支持部材と上下板との接合部、３８．３９
・・・超電導コイルに働く電磁力の方向、４０・・・ボ
ルト孔、４１・・・ボルト。
２図はその超電導磁石を用いる超電導磁界発生装置を示
す部分断面図、第３図は従来の超電導磁界発生装置を示
す部分断面図、第４図は電子ビームの方向と磁極の配列
を平面的に示す模式１・・・超電導コイル、２・・・押
え板、３・・・ボルト、４・・・容器、４Ａ・・・容器
の内側部分、５Ａ、５Ｂ。 ６Ａ、６Ｂ・・・超電導コイルに働く電磁力の方向、７
・・・当て板、８・・・支持板、９・・・ボルト、１０
・・・押しボルト、１１・・・電子ビームの方向、２１
，２２゜２３・・・磁極、３０・・・コイルユニット、
３１・・・超を導コイル、３２・・・スペーサ、３３・
・・支持部材、３４・・・上板、３５・・・下板、３６
．３７・・・支持部材と上下板との接合部、３８．３９
・・・超電導コイルに働く電磁力の方向、４０・・・ボ
ルト孔、４１・・・ボルト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電磁力により電子軌道を曲げて光を放射するシンク
ロトロン軌道放射装置等に用いる超電導磁界発生装置に
おいて、超電導コイルの周囲を電磁力支持部材で取巻い
てコイルユニットを形成し、複数のコイルユニットをひ
とつの極低温容器内に収納した超電導磁石を備えたこと
を特徴とする超電導磁界発生装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、超電導コイルと電
磁力支持部材との間に冷媒を通すスペースを形成したコ
イルユニットを用いることを特徴とする超電導磁界発生
装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項において、電磁
力支持部材が上下板と溶接等により固定され補強されて
いることを特徴とする超電導磁界発生装置。 ４、上記特許請求の範囲のいずれか一項において、コイ
ルユニットは６個以上であり、コイルユニット２個１組
でひとつの磁極を形成し、隣接しあう磁極の磁束方向が
互いに逆方向であることを特徴とする超電導磁界発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139299A JPS6119104A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 超電導磁界発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139299A JPS6119104A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 超電導磁界発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119104A true JPS6119104A (ja) | 1986-01-28 |
Family
ID=15242043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139299A Pending JPS6119104A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 超電導磁界発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119104A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588309A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-04 | Japan Atom Energy Res Inst | Coil supporting device |
-
1984
- 1984-07-05 JP JP59139299A patent/JPS6119104A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588309A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-04 | Japan Atom Energy Res Inst | Coil supporting device |
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