JP6268648B2

JP6268648B2 - 高温超電導電流リード

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Publication number: JP6268648B2
Application number: JP2014185069A
Authority: JP
Inventors: 水野　克俊; 克俊水野; 正文小方; 山下　知久; 知久山下
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-09-11
Also published as: JP2016058608A

Description

本発明は、極低温で動作させる高温超電導コイルに励磁電流を供給するための高温超電導電流リードに関する。

例えば、真空容器中に高温超電導コイルが格納され、極低温域において用いられる高温超電導磁石は、一般的に、励磁電源から常時通電され、磁場発生装置として動作する。このため、高温超電導コイルに励磁電流を供給する電流リードには、低発熱であるとともに高い信頼性が求められる。

上述のような、高温超電導コイルに電流を供給する電流リードとして、例えば、酸化物系超電導線材からなる高温側超電導電流リードと、金属系超電導線材からなる低温側超電導電流リードとを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の電流リードは、高温側超電導電流リードの低温端が低温側超電導電流リードの一方端に接続され、低温側超電導電流リードの他方端が高温超電導コイルに接続された構成とされている。

また、高温超電導コイルに接続される低温側超電導電流リードについても、酸化物系超電導線材からなる電流リードが用いられるようになっている（例えば、特許文献２を参照）。このような酸化物系超電導線材は、金属系超電導線材に比べて臨界温度が高く、熱伝導率も小さいため、極低温域で動作させる高温超電導コイルに励磁電流を供給する電流リードの材料として、発熱を抑制する観点から好適である。

特開平１１−３４００２７号公報特開２０１３−１７５２９３号公報

しかしながら、上述のような超電導線材は、例えば、温度が高くなるほど臨界電流が低減するため、定格温度以上の温度条件で電流が通電されたり、あるいは、冷却が不十分な状態で通電したりすると、急激に発熱して電流リード自体が損傷してしまうおそれがあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、超電導線材を効果的に冷却することで該超電導線材の発熱を抑制できるとともに、万が一、定格以上の電流が通電された場合であっても発熱による損傷を防止でき、冷却効率及び過電流時の耐久性に優れた高温超電導電流リードを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る高温超電導電流リードは、真空容器中に、極低温域で動作させる高温超電導コイルとともに収容され、一端側が電流リードを介して外部電源に接続されるとともに、他端側が前記高温超電導コイルに接続されることで、該高温超電導コイルに励磁電流を供給する高温超電導電流リードであって、少なくとも高純度アルミニウムからなる基材上に、高温超電導線材が積層されてなることを特徴とする。

このような構成の高温超電導電流リードによれば、高温超電導線材が、熱伝導率の高い高純度アルミニウムからなる基材上に積層された構成なので、当該高温超電導電流リードが設置される冷却板からの冷却熱が基材を介して効果的に高温超電導線材に伝わることから、高温超電導線材を安定的して冷却することができる。さらに、基材をなす高純度アルミニウムは電気伝導率も高いことから、高温超電導線材に定格以上の電流が通電された場合であっても、この電流が基材側に分流するので、高温超電導線材が発熱するのが抑制され、高温超電導線材の損傷を防止できる。従って、冷却効率及び過電流時の耐久性に優れた高温超電導電流リードを提供することが可能となる。

また、本発明に係る高温超電導電流リードは、上記構成において、前記基材が、高純度アルミニウムからなる冷却基板と、無酸素銅からなる接合基板とが爆着法によって接合された積層構造とされ、前記接合基板上に、前記高温超電導線材がはんだ付けによって接合されている構成を採用することが好ましい。

このような構成の高温超電導電流リードによれば、基材が、高純度アルミニウムからなる冷却基板上に無酸素銅からなる接合基板が爆着された構成なので、この接合基板上に、高温超電導線材をはんだ付けによって接合することが可能となる。通常、アルミニウム材の表面には酸化被膜が形成されていることから、一般的なはんだ付けの手法によって高温超電導線材を接合することはできないが、基材を上記のような積層構造で構成することにより、無酸素銅からなる接合基板上へのはんだ付けが可能となる。従って、上述したような冷却効率及び過電流時の耐久性の向上に加え、生産性が向上するという効果が得られる。

また、本発明に係る高温超電導電流リードは、上記構成において、前記基材をなす高純度アルミニウムが、純度９９．９９％以上の高純度アルミニウムであることがより好ましい。

このような構成の高温超電導電流リードによれば、基材に用いられる高純度アルミニウムが、上記のような非常に高純度のものとされることで、熱伝導率及び電気伝導率がより高められるので、上述したような高温超電導線材の冷却効率がさらに向上するとともに、高温超電導線材に定格以上の電流が通電された際には、電流をより効果的に基材側に分流させることができる。従って、上述したような冷却効率及び過電流時の耐久性がさらに向上する効果が得られる。

本発明に係る高温超電導電流リードによれば、上述のように、高温超電導線材が、熱伝導率の高い高純度アルミニウムからなる基材上に積層された構成なので、当該高温超電導電流リードが設置される冷却板からの冷却熱が基材を介して効果的に高温超電導線材に伝わることから、高温超電導線材を安定的して冷却することができる。さらに、基材をなす高純度アルミニウムは電気伝導率も高いことから、高温超電導線材に定格以上の電流が通電された場合であっても、この電流が基材側に分流するので、高温超電導線材が発熱するのが抑制され、高温超電導線材の損傷を防止できる。
従って、冷却効率及び過電流時の耐久性に優れた高温超電導電流リードを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である高温超電導電流リードを模式的に説明する図であり、高純度アルミニウムからなる冷却基板と無酸素銅からなる接合基板とが接合された基材上に、高温超電導線材が積層された構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態である高温超電導電流リードを、真空容器内に収容された高温超電導コイルへの励磁電流の供給手段に適用した場合について説明する概略図である。本発明の一実施形態である高温超電導電流リードの実施例について説明する図であり、高温超電導電流リードの各端部間の電圧を測定する際に用いた試験装置の回路構成を示す概略図である。本発明の一実施形態である高温超電導電流リードの実施例について説明する図であり、高温超電導電流リードへの印加電流と、図３に示す回路で測定した各端部間の電圧との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態である高温超電導電流リードの実施例について説明する図であり、高温超電導電流リードの臨界電流（２８０Ａ）からの超過電流と、高温超電導電流リードの単位長さ当たりの各端部間の電圧との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態である高温超電導電流リードの一例を挙げ、その構成及び作用について、主に図１及び図２を適宜参照しながら詳述する。なお、以下の説明で用いる各図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

図１は、本実施形態の高温超電導電流リード１の積層構造を説明する斜視図であり、図２は、本実施形態の高温超電導電流リード１を、真空容器１１内に収容された高温超電導コイル１２への励磁電流の供給手段に用いた高温超電導磁石１０の構成を示す概略図である。図２中に示すように、本実施形態の高温超電導電流リード１は、冷凍機１３によって冷却される冷却板１４上に設置され、外部から高温超電導コイル１２に励磁電流を供給するものである。

図１に示すように、本実施形態の高温超電導電流リード１は、高純度アルミニウムからなる冷却基板２１と、無酸素銅からなる接合基板２２とが爆着法によって接合された積層構造の基材２上に、高温超電導線材３が積層された、長尺の線材として概略構成されている。そして、高温超電導電流リード１は、基材２の上面２ａ、即ち、接合基板２２上に、高温超電導線材３が、はんだ付けによって接合された構成とされている。

基材２は、平面視で長尺板状のものであり、詳細を後述する高温超電導線材３が上面２ａ側に積層されることから、高温超電導線材３と同様、長尺に構成されるとともに、図示例では、横幅方向の寸法が高温超電導線材３よりも若干大きくなるように構成されている。また、基材２の下面２ｂ側、即ち、冷却基板２１の下面側は、詳細を後述する高温超電導磁石１０に備えられる冷却板１４への設置面となる。

冷却基板２１は、上述したように、高純度アルミニウムから構成されることで、高い熱伝導率及び電気伝導率を備えるものである。これにより、冷却基板２１は、図２に示した高温超電導磁石１０に備えられる冷却板１４から、高温超電導線材３側に向けて冷却熱を効率的に伝えることができる。

冷却基板２１に用いられる高純度アルミニウムとしては、可能な限り高純度であることが好ましく、純度９９．９９％以上の高純度アルミニウムであることが特に好ましい。このように、冷却基板２１を、純度９９．９９％以上の高純度アルミニウムから構成することで、冷却基板２１のみならず、基材２全体の熱伝導率が向上するとともに、電気伝導率もより高いものとなる。

接合基板２２は、図１においては、平面視における寸法や形状が、冷却基板２１と同一とされている。
接合基板２２の材料としては、冷却基板２１の場合と同様、熱伝導率の高いものであることが好ましく、例えば、Ｃ１０２０等の無酸素銅を用いることができる。このような無酸素銅は、高純度アルミニウムと同様、熱伝導率及び電気伝導率にも優れるので、高温超電導線材３側に向けて冷却熱を効率的に伝えることができるとともに、高温超電導線材３に定格以上の電流が通電された際には、電流を効果的に基材２側に分流させることができる。

そして、基材２は、上記の冷却基板２１と接合基板２２とが爆着法によって面接合された積層構造を有している。このように、異種金属からなる冷却基板２１と接合基板２２とを接合するに際しては、その接合強度等を考慮し、ダイナマイトを用いた爆着法を用いることが好ましい。この際の爆着条件としても、従来からアルミニウム材料と銅材料とを接合する際に採用されている条件を、何ら制限無く用いることができる。

本実施形態においては、基材２が、高純度アルミニウムからなる冷却基板２１上に無酸素銅からなる接合基板２２が積層された構成を採用することで、詳細を後述する高温超電導線材３を基材２上に接合するにあたり、接合基板２２上へのはんだ付けによる接合が可能になる。

なお、基材２を構成する冷却基板２１及び接合基板２２の各々の厚みや、基材２全体の厚みとしては、特に限定されないが、本実施形態の高温超電導電流リード１を構成した際のサイズや熱伝導率等を考慮し、例えば、冷却基板２１の厚みを４〜７ｍｍ、接合基板２２の厚みを１〜３ｍｍとし、基材２の全体厚みを５〜１０ｍｍの範囲とすることができる。同様に、基材２の幅寸法、即ち、この基材２を構成する冷却基板２１及び接合基板２２の幅寸法についても、高温超電導電流リード１を構成した際のサイズや熱伝導率等を考慮しながら、適宜決定すればよい。

高温超電導線材３は、高温超電導材料からなる線材であり、図１においては、基材２と同様、平面視で長尺板状に形成されるとともに、その幅方向の寸法が、基材２、即ち、冷却基板２１や接合基板２２よりも若干狭く構成されている。これにより、高温超電導電流リード１は、平面視した際に、高温超電導線材３の幅方向の両側近傍から基材２の接合基板２２が露出するように構成されている。

本実施形態の高温超電導電流リード１に用いられる高温超電導線材３は、例えば、酸化物系超電導材料からなるものであり、３００℃程度の耐熱特性を有するものが用いられる。
より具体的には、高温超電導線材３としては、詳細な図示を省略するが、例えば、金属からなる基材上に、中間層を介して超電導層が積層され、さらに、この上に安定化層及び保護層が順次積層された構造のものが挙げられる。

高温超電導線材３の基材としては、例えば、Ｃｕ上に、Ｎｉ−Ｗ合金やハステロイ（登録商標）等の合金材料からなる基板が積層されたものを用いることができる。

高温超電導線材３において、基材と超電導層との間に介在する中間層としては、例えば、Ｙ_２Ｏ_３／ＹＳＺ／ＣｅＯ_２なる組成及び積層構造を有するものを採用することができる。このような組成の中間層を金属からなる基材上に積層する方法としては、特に限定されないが、例えば、気相成長法（ＣＶＤ法）やスパッタリング法等、従来公知の方法を用いることができる。

高温超電導線材３において、中間層上に設けられる超電導層としては、例えば、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｘ（但し、ＲＥ：ＲａｒｅＥａｒｔｈ（希土類元素））や、ビスマス系超電導層等、臨界温度が高く且つ熱伝導率の小さな酸化物系超電導材料を採用することができる。このような各組成を有する超電導層を中間層上に積層する方法としても、特に限定されないが、例えば、ＰＬＤ（ＰｕｌｓｅＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の従来公知の方法を用いることができる。

また、高温超電導線材３において、超電導層上に積層される安定化層としては、例えば、Ａｇ材料を用いることができる。
さらに、安定化層上に積層される、高温超電導線材３の保護層としては、例えば、Ｃｕ材料を用いることができる。
これらの安定化層及び保護層の形成にあたっては、例えば、従来公知のスパッタリング法等を用いることができる。

ここで、高温超電導線材３の厚み、並びに、この高温超電導線材３を構成する上記各層の厚みとしては、特に限定されないが、高温超電導電流リード１を構成した際のサイズや電気的特性等を考慮し、例えば、基材の厚みを５０〜１００μｍ、中間層の厚みを１〜２μｍ、超電導層の厚みを１〜６μｍ、保護層の厚みを１〜５μｍ、安定化層の厚みを４０〜１００μｍの範囲とし、高温超電導線材３の全体厚みを０．１〜０．２μｍの範囲とすることができる。同様に、高温超電導線材３の幅寸法についても、高温超電導電流リード１を構成した際の電気的特性等を考慮しながら、適宜決定すればよい。

また、本実施形態の高温超電導電流リード１に用いられる高温超電導線材としては、上記構成のような、板状に各層が積層されたものには限定されない。例えば、本出願人による特開２０１２−１４８８３号公報（特願２０１０−１４８４０９）に記載したような、軸材となる金属基材を覆うように、基材、中間層、超電導層、安定化層及び保護層が順次積層され、さらに、断面が多角形状とされた構成の高温超電導線材を採用することも可能である。

そして、本実施形態で説明する高温超電導電流リード１は、高温超電導線材３における図示略の基材側、即ち、図１中に示す下面３ａが、基材２の上面２ａ（接合基板２２）上にはんだ付けされることで、基材２上に高温超電導線材３が接合された積層構造を有する。この際に用いるはんだ材料としては、特に限定されないが、低融点はんだ材料を用いることが好ましい。

本実施形態の高温超電導電流リード１は、上記のように、高温超電導線材３が、熱伝導率及び電気伝導率の高い高純度アルミニウムからなる基材２上に積層された構成とされている。具体的には、高温超電導電流リード１は、基材２が、高純度アルミニウムからなる冷却基板２１と無酸素銅からなる接合基板２２とが積層されてなり、接合基板２２の上に高温超電導線材３が積層された構成とされている。これにより、高温超電導電流リード１が設置される高温超電導磁石１０の冷却板１４からの冷却熱が基材２を介して効果的に高温超電導線材３に伝わることから、高温超電導線材３が安定的に冷却される効果が得られる。さらに、高純度アルミニウムは電気伝導率が高いことから、高温超電導線材３に定格以上の電流が通電された場合であっても、この電流が基材２側に分流することで、高温超電導線材３の発熱を抑制できるので、高温超電導線材３の損傷を確実に防止できる効果が得られる。

ここで、高温超電導電流リードとして、基材２を高純度アルミニウムからなる冷却基板２１のみで構成し、この冷却基板２１上に後述の高温超電導線材３を接合した構成とすることも可能である。一方、このような場合には、高温超電導線材３を基材２に接合するに際し、はんだ付け以外の方法を検討する必要がある。このため、本実施形態においては、図１に示すように、基材２が、無酸素銅からなる接合基板２２が高純度アルミニウムからなる冷却基板２１上に積層された構成とされていることが好ましい。これにより、基材２の上面２ａ側に配置される接合基板２２上への、はんだ付けによる高温超電導線材３の接合が可能になるので、上述したような冷却効率及び過電流時の耐久性の向上に加え、生産性が向上し、製造コストも低減できるという効果が得られる。

次に、図２を参照しながら、本実施形態の高温超電導電流リード１が備えられた高温超電導磁石１０について説明する。
図２に示すように、高温超電導磁石１０は、真空容器１１内に、高温超電導コイル１２、冷凍機１３及び冷却板１４が収容されてなる。そして、図示例においては、本実施形態の高温超電導電流リード１、及び、この高温超電導電流リード１に外部から電流を通電する電流リード１５の一部が真空容器１１内に設置され、外部から高温超電導コイル１２に励磁電流を供給できる構成とされている。また、図示例においては、高温超電導電流リード１の一端側１ａが、電流リード１５を介して図示略の外部電源に接続されるとともに、他端側１ｂが高温超電導コイル１２に接続されている。また、高温超電導電流リード１は、冷凍機１３によって冷却される冷却板１４上に、例えば、グリースや金属材料等の密着性を高める材料を介して設置されるとともに、基材２の下面２ｂ、即ち、冷却基板２１側が冷却板１４上に設置されている。

真空容器１１は、高温超電導磁石１０の主要な構成を内部空間に収容するものであり、例えば、図示略の真空ポンプよって内部空間が真空減圧される。また、図示例の真空容器１１は、容器本体１１ａの内部に、高温超電導電流リード１、高温超電導コイル１２、冷凍機１３、冷却板１４及び電流リード１５の一部が収容され、その開口部が容器蓋部１１ｂによって覆われた構成とされている。

高温超電導コイル１２は、電流リード１５及び高温超電導電流リード１によって外部から励磁電流が供給されることによって、高温超電導磁石１０としての強力な磁力を発生させるものである。また、高温超電導コイル１２は、図示例のように冷却板１４上に設置されている。

冷凍機１３は、例えば、従来公知の圧縮機等から構成されるものであり、後述の冷却板１４と熱的・機械的に接続される。冷凍機１３は、冷却板１４を冷却することにより、冷却板１４上に設置された高温超電導コイル１２及び高温超電導電流リード１を、例えば、−２００℃以下の極低温域まで冷却するものである。

冷却板（コールドヘッド）１４は、図示例のように、真空容器１１の内部空間において概略下方に設置される平板状の部材であり、例えば、熱伝導率の高い金属材料から構成される。冷却板１４は、上述のように、その上面側に冷凍機１３が接続されることで極低温域まで冷却され、これにより、上面側に設置された高温超電導コイル１２及び高温超電導電流リード１の各々を極低温域まで冷却する。

電流リード１５は、一端側１５ａが高温超電導電流リード１の一端側１ａに接続され、他端側が図示略の外部電源に接続されることで、外部から供給される励磁電流を、高温超電導電流リード１を介して高温超電導コイル１２に供給できるように構成される。

なお、図２に示す例においては、電流リード１５については、正極（＋）側と負極（−）側の両方を図示しているが、高温超電導電流リード１については、冷却板１４上に設置された状態となることから、一方のみを図示している。

本実施形態の高温超電導電流リード１は、上述のように、高純度アルミニウムからなる冷却基板２１側が冷却板１４上に設置されることから、基材２を介して伝わる冷却熱により、高温超電導線材３が安定的に冷却されるので、高温超電導線材３の発熱を効果的に抑制でき、また、高温超電導線材３が損傷するのを確実に防止することが可能となる。

次に、本発明を以下の実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１においては、以下に示す条件及び手順で、図１に示すような高温超電導電流リードを作製した後、図３に示すような回路構成の試験装置を作製して、高温超電導電流リードの各端部間の電圧を測定した。

まず、純度が９９．９９％以上の高純度アルミニウムからなる冷却基板上に、無酸素銅からなる接合基板が、ダイナマイトを用いた爆着法によって接合された、長さが２００ｍｍ、幅が１００ｍｍ、厚みが４１ｍｍ（無酸素銅４ｍｍ）の基材を準備した。そして、この基材を圧延した後、所定のサイズに切り出すことにより、長さが６００ｍｍ、幅が１２ｍｍ、厚みが７ｍｍの平面視長尺状とされ、冷却基板２１上に接合基板２２が接合されてなる基材２を得た。

また、高温超電導線材３としては、ＳｕｐｅｒＰｏｗｅｒ社製の２ＧＨＴＳＷＩＲＥ（登録商標）を用い、この線材を所定のサイズに切り出すことで、長さが６００ｍｍ、幅が６ｍｍ、厚みが０．１ｍｍとされたものを準備した。

そして、上記方法で得られた高温超電導線材３を、この高温超電導線材３の図示略の基材側を底面として、基材２の接合基板２２上にはんだ付けした。この際、低融点はんだ材料を用いて、高温超電導線材３と基材２の接合基板２２との間を、全面にわたってはんだ付けした。
以上のような条件及び手順により、図１に示すような本実施例の高温超電導電流リード１を得た。

次に、上記手順で得られた高温超電導電流リード１を用いて、図３に示すような回路構成の試験装置を作製して、高温超電導電流リード１の各端部間の電圧を測定した。この試験装置は、アルミニウム板上に、２本の高温超電導電流リード１を、図示略の絶縁接着フィルムを用いて平行に配置して接着し、これらの一端側を短絡して直列回路を構成するとともに、他端側に図示略の電源を接続し、電流供給可能な構成とした。また、２本の高温超電導電流リード１の各々に、一端側と他端側との間の電圧を測定するための電圧計を接続した。また、この装置を図示略の断熱容器内に収容し、この断熱容器内に液体窒素を供給することにより、７７Ｋ（−１９６℃）に冷却した。

そして、一方の高温超電導電流リード１側をプラス（＋）側、他方の高温超電導電流リード１側をマイナス（−）側として、０Ａから徐々に電流値を増加させながら電流供給を実施した際の、各々の高温超電導電流リード１の両端間の電圧を測定するとともに、これらの目視確認を行った。

実施例１の試験結果として、高温超電導電流リードへの印加電流と、各端部間の電圧との関係を図４のグラフに示す。
図４に示すように、本実施例で作製した、本発明に係る構成を有する高温超電導電流リード１は、高温超電導線材の臨界電流である２８０Ａを超えても電圧の上昇カーブは緩やかであり、臨界電流を大きく上回る４００Ａでも安定して通電でき、発熱に起因する損傷等のトラブルも発生しなかった。

なお、図４のグラフにおいて、高温超電導電流リード１のプラス（＋）側とマイナス（−）側とで僅かに上昇カーブが異なるのは、各々の電気的接続部における損失等に起因する測定誤差と考えられる。

［実施例２］
実施例２においては、実施例１で作製した高温超電導電流リード１、及び、高温超電導線材単体からなる従来の構成の高温超電導電流リードを準備し、これら各々について、それぞれ１本の高温超電導電流リードで評価した点を除き、実施例１と同様の試験装置を用いて、同様の手順で高温超電導電流リードに徐々に電流を印加して、高温超電導電流リードの単位長さ当たりの電圧を調べた。そして、実施例２の試験結果として、高温超電導電流リードの臨界電流（２８０Ａ）からの超過電流と、高温超電導電流リードの単位長さあたりの電圧との関係を図５のグラフに示した。

図５に示すように、実施例１で作製した、本発明に係る構成を有する高温超電導電流リード１は、高温超電導線材の臨界電流である２８０Ａを超えても、単位長さ当たりの電圧の上昇カーブは緩やかであった。
これに対し、従来の構成の高温超電導電流リードは、この高温超電導電流リードの臨界電流である１６０Ａを超えると、単位長さ当たりの電圧が急激に上昇するカーブ特性を示した。

上記各実施例の結果より、本発明に係る高温超電導電流リードが、臨界電流を大きく上回る電流が印加された場合であっても、電圧の上昇カーブは緩やかで、安定した通電が可能であることが明らかとなった。

なお、以上説明した実施形態及び各実施例における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は上記の実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

本発明の高温超電導電流リードによれば、上記構成を採用することで、万が一、定格以上の電流が通電された場合であっても発熱による損傷を防止でき、冷却効率及び過電流時の耐久性に優れているものなので、極低温で動作させる高温超電導コイルに励磁電流を供給する用途において非常に有用である。

１…高温超電導電流リード
２…基材
２ａ…上面
２ｂ…下面
２１…冷却基板２１
２２…接合基板
３…高温超電導線材
３ａ…下面
１０…高温超電導磁石
１１…真空容器
１１ａ…容器本体
１１ｂ…容器蓋部
１２…高温超電導コイル
１３…冷凍機
１４…冷却板
１５…電流リード。

Claims

真空容器中に、極低温域で動作させる高温超電導コイルとともに収容され、一端側が電流リードを介して外部電源に接続されるとともに、他端側が前記高温超電導コイルに接続されることで、該高温超電導コイルに励磁電流を供給する高温超電導電流リードであって、
少なくとも高純度アルミニウムからなる基材上に、高温超電導線材が積層されてなることを特徴とする高温超電導電流リード。
前記基材が、高純度アルミニウムからなる冷却基板と、無酸素銅からなる接合基板とが爆着法によって接合された積層構造とされ、
前記接合基板上に、前記高温超電導線材がはんだ付けによって接合されていることを特徴とする請求項１に記載の高温超電導電流リード。
前記基材をなす高純度アルミニウムが、純度９９．９９％以上の高純度アルミニウムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高温超電導電流リード。