(57)【要約】【課題】クエンチの発生を低減して安定的に運転することができる超電導磁石装置の運転技術を提供する。【解決手段】超電導磁石装置の運転方法は、冷却部を用いて超電導コイルおよび永久電流スイッチを冷却して超電導に転移させる冷却ステップＳ１３と、冷却部による冷却を継続しつつ、ヒータを用いて永久電流スイッチを電流分流温度よりも高い温度にして常電導に転移させるＯＦＦステップＳ１４と、主電源を用いて超電導コイルに電流を供給する通電ステップＳ１５と、ヒータを制御して永久電流スイッチを電流分流温度よりも低い温度にして超電導に転移させるＯＮステップＳ１６と、主電源による電流の供給を停止して超電導コイルを流れる電流を永久電流スイッチに流す永久電流ステップＳ１８と、永久電流スイッチの温度を電流分流温度よりも低い温度であって定常運転温度よりも高い特定温度にする特定ステップＳ１７と、永久電流スイッチの温度を定常運転温度にする定常運転ステップＳ２２と、を含む。【選択図】  図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却部を用いて超電導コイルおよび永久電流スイッチを冷却して超電導に転移させる冷却ステップと、
前記冷却部による冷却を継続しつつ、ヒータを用いて前記永久電流スイッチを電流分流温度よりも高い温度にして常電導に転移させるＯＦＦステップと、
主電源を用いて前記超電導コイルに電流を供給する通電ステップと、
前記ヒータを制御して前記永久電流スイッチを前記電流分流温度よりも低い温度にして超電導に転移させるＯＮステップと、
前記主電源による電流の供給を停止して前記超電導コイルを流れる電流を前記永久電流スイッチに流す永久電流ステップと、
前記永久電流スイッチの温度を前記電流分流温度よりも低い温度であって定常運転温度よりも高い特定温度にする特定ステップと、
前記永久電流スイッチの温度を前記定常運転温度にする定常運転ステップと、
を含むことを特徴とする超電導磁石装置の運転方法。
【請求項２】
前記電流分流温度は、前記永久電流スイッチが備える複数本の超電導フィラメントに分流される電流が臨界電流となる温度であって、前記主電源により供給される電流の値に応じて予め決定される温度である請求項１に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項３】
前記特定温度は、前記永久電流スイッチの前記定常運転温度の変動範囲の最大値よりも高い温度である請求項１または請求項２に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項４】
前記冷却ステップ前に、前記電流分流温度および前記定常運転温度に基づいて予め前記特定温度を決定する温度決定ステップを含む請求項３に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項５】
前記特定ステップ後および前記定常運転ステップ前に、前記永久電流スイッチが備える複数本の超電導フィラメントの全てに電流が分流される特定時間が経過するまで前記特定温度を保持する保持ステップを含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項６】
前記定常運転ステップ後に、前記永久電流スイッチの温度を再び前記特定温度に上昇させる再特定ステップと、
前記上昇された前記永久電流スイッチの温度を再び前記定常運転温度に戻す再定常運転ステップと、
を含む請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項７】
前記再特定ステップ後および前記再定常運転ステップ前に、前記永久電流スイッチが備える複数本の超電導フィラメントの全てに電流が分流される特定時間が経過するまで前記特定温度を保持する再保持ステップを含む請求項６に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項８】
前記再特定ステップを予め決められた再動作時間を空けて繰り返す請求項６または請求項７に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項９】
前記再動作時間は、２４時間以上、１５０００時間以下である請求項８に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項１０】
前記冷却ステップ前に、前記永久電流スイッチの導体長に基づいて予め前記再動作時間を決定する時間決定ステップを含む請求項８または請求項９に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項１１】
前記冷却部は、伝導冷却型である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の超電導磁石装置の運転方法。
【請求項１２】
超電導コイルと、
永久電流スイッチと、
前記超電導コイルおよび前記永久電流スイッチを冷却して超電導に転移させる冷却部と、
前記冷却部による冷却を継続しつつ、前記永久電流スイッチを電流分流温度よりも高い温度にして常電導に転移させるヒータと、
前記超電導コイルに電流を供給する主電源と、
前記永久電流スイッチを前記電流分流温度よりも低い温度にして超電導に転移させる温度制御部と、
前記主電源による電流の供給を停止して前記超電導コイルを流れる電流を前記永久電流スイッチに流す主電源制御部と、
前記永久電流スイッチの温度を前記電流分流温度よりも低い温度であって定常運転温度よりも高い特定温度にする特定制御部と、
前記永久電流スイッチの温度を前記定常運転温度にする定常運転制御部と、
を備えることを特徴とする超電導磁石装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、永久電流モードで運転が可能な超電導磁石装置の運転技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導磁石装置では、電流や磁場や温度の変動により急激に超電導が消失するクエンチが生じる可能性がある。この超電導磁石装置を安定に運転するために、永久電流モードの設定時にＰＣＳ（永久電流スイッチ）の温度を上昇させる操作を行い、その後に、ＰＣＳの温度を実使用状態の温度まで下げるという着想がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０３７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の着想にあっては、永久電流モードの設定時にＰＣＳの温度を上昇させるので、この温度上昇時にクエンチが生じるリスクがある。つまり、具体的な制御内容が完成しておらず、実用化された技術ではなかった。また、近年、超電導磁石装置の普及に伴い、長期間に亘って運転を行う機会が増してきており、運転中にクエンチが生じる可能性が高まっている。そのため、クエンチの発生を低減して安定的に運転することができる超電導磁石装置の要望がある。
【０００５】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、クエンチの発生を低減して安定的に運転することができる超電導磁石装置の運転技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る超電導磁石装置の運転方法は、冷却部を用いて超電導コイルおよび永久電流スイッチを冷却して超電導に転移させる冷却ステップと、前記冷却部による冷却を継続しつつ、ヒータを用いて前記永久電流スイッチを電流分流温度よりも高い温度にして常電導に転移させるＯＦＦステップと、主電源を用いて前記超電導コイルに電流を供給する通電ステップと、前記ヒータを制御して前記永久電流スイッチを前記電流分流温度よりも低い温度にして超電導に転移させるＯＮステップと、前記主電源による電流の供給を停止して前記超電導コイルを流れる電流を前記永久電流スイッチに流す永久電流ステップと、前記永久電流スイッチの温度を前記電流分流温度よりも低い温度であって定常運転温度よりも高い特定温度にする特定ステップと、前記永久電流スイッチの温度を前記定常運転温度にする定常運転ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明の実施形態に係る超電導磁石装置は、超電導コイルと、永久電流スイッチと、前記超電導コイルおよび前記永久電流スイッチを冷却して超電導に転移させる冷却部と、前記冷却部による冷却を継続しつつ、前記永久電流スイッチを電流分流温度よりも高い温度にして常電導に転移させるヒータと、前記超電導コイルに電流を供給する主電源と、前記永久電流スイッチを前記電流分流温度よりも低い温度にして超電導に転移させる温度制御部と、前記主電源による電流の供給を停止して前記超電導コイルを流れる電流を前記永久電流スイッチに流す主電源制御部と、前記永久電流スイッチの温度を前記電流分流温度よりも低い温度であって定常運転温度よりも高い特定温度にする特定制御部と、前記永久電流スイッチの温度を前記定常運転温度にする定常運転制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態により、クエンチの発生を低減して安定的に運転することができる超電導磁石装置の運転技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の超電導磁石装置を示す断面図。
【図２】変形例の超電導磁石装置を示す断面図。
【図３】超電導磁石装置を示すブロック図。
【図４】超電導磁石装置を示す回路図。
【図５】ＰＣＳを構成する超電導線材の断面図。
【図６】ＰＣＳを示す模式図。
【図７】永久電流モードの開始時の各超電導フィラメントの電流密度を示すグラフ。
【図８】特定温度の各超電導フィラメントの電流密度を示すグラフ。
【図９】定常運転の開始時の各超電導フィラメントの電流密度を示すグラフ。
【図１０】定常運転の継続時の各超電導フィラメントの電流密度を示すグラフ。
【図１１】再特定温度の各超電導フィラメントの電流密度を示すグラフ。
【図１２】定常運転の再開時の各超電導フィラメントの電流密度を示すグラフ。
【図１３】永久電流モードの開始時の各種状態を示すグラフ。
【図１４】定常運転時の各種状態を示すグラフ。
【図１５】永久電流モードの開始時の制御内容を示すフローチャート。
【図１６】定常運転時の制御内容を示すフローチャート。
【図１７】第２実施形態の超電導磁石装置を示す構成図。
【図１８】ＰＣＳ管理テーブルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態の超電導磁石装置について図１から図１６を用いて説明する。図１の符号１は、永久電流モードで運転が可能な超電導磁石装置である。なお、永久電流モードとは、超電導磁石装置１を構成する回路が閉ループを成し、この回路が冷却されて超電導に転移されときに、電流が閉ループに沿っていつまでも流れる運転態様のことである。
【００１１】
図１に示すように、超電導磁石装置１は、超電導コイル２と、この超電導コイル２とともに超電導回路を構成するＰＣＳ（永久電流スイッチ）３と、超電導コイル２に電流を供給する主電源４と、超電導コイル２およびＰＣＳ３を冷却するための冷凍機５（冷却部）と、超電導コイル２およびＰＣＳ３にそれぞれ接続されて冷凍機５に熱を伝導する伝導部６と、超電導コイル２およびＰＣＳ３を収容する真空容器７と、ＰＣＳ３を加熱するためのヒータ８と、ヒータ８に電流を供給するヒータ電源９と、主電源４や冷凍機５やヒータ電源９を制御する制御装置１０とを備える。なお、この制御装置１０は、主電源４や冷凍機５やヒータ電源９を制御するように個別に配置されても良い。
【００１２】
本実施形態の超電導磁石装置１は、超電導コイル２およびＰＣＳ３と冷凍機５とが、伝導部６で接続された伝導冷却方式を例示している。また、伝導部６は、アルミニウムや銅などの良熱伝導性を示す材質で形成される。さらに、冷凍機５は、ヒートポンプ式の冷凍機やヒートシンクなどを含む装置で構成される。なお、超電導コイル２およびＰＣＳ３を冷却する方式は、その他の態様であっても良い。例えば、図２に示すように液体ヘリウムを冷媒として用いたヘリウム冷却方式であっても良い。
【００１３】
図２に示すように、ヘリウム冷却方式の超電導磁石装置１’は、超電導コイル２と、ＰＣＳ３と、主電源４と、冷凍機５と、ヒータ電源９と、制御装置１０とを備える。さらに、この超電導磁石装置１’は、真空容器７の内部に設けられた輻射シールド板３５と、この輻射シールド板３５に囲まれた液体ヘリウム槽３６と、この液体ヘリウム槽３６に収容された液体ヘリウム３７と、を備える。なお、液体窒素を用いた冷却方式であっても良い。
【００１４】
図３に示すように、超電導コイル２とＰＣＳ３と主電源４と冷凍機５とヒータ８とヒータ電源９とで超電導磁石部１１を構成する。また、制御装置１０は、主電源４を制御する主電源制御部１２と、冷凍機５を制御する冷却制御部１３と、ヒータ電源９を制御するヒータ制御部１４と、永久電流モードの開始時のＰＣＳ３の温度である特定温度などを予め決定する温度決定部１５と、特定温度を保持する時間（期間）である特定時間などを予め決定する時間決定部１６と、決定された特定温度や特定時間などの制御情報を記憶する記憶部１７と、外部の機器とネットワークを介して通信を行う通信部１８と、を備える。
【００１５】
なお、制御装置１０は、プロセッサやメモリなどのハードウエア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウエアによる情報処理がハードウエア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。
【００１６】
また、ヒータ制御部１４は、ヒータ電源９を介してヒータ８を制御する。このヒータ制御部１４は、ヒータ８を用いてＰＣＳ３の温度の制御を行う温度制御部１９と、永久電流モードの開始時にＰＣＳ３を特定温度にする制御を行う特定制御部２０と、ＰＣＳ３の特定温度を特定時間に亘って保持する制御を行う保持制御部２１と、定常運転時にＰＣＳ３を定常運転温度にする制御を行う定常運転制御部２２と、特定時間の経過を計時する計時部２３（ＲＴＣ：Real-Time Clock）と、定常運転中にＰＣＳ３を再び特定温度にする制御を行う再特定制御部２４と、ＰＣＳ３の特定温度を再び特定時間に亘って保持する制御を行う再保持制御部２５と、ＰＣＳ３を再び定常運転温度にする制御を行う再定常運転制御部２６と、を備える。
【００１７】
なお、超電導コイル２およびＰＣＳ３は、超電導物質の導体を有する超電導線材（巻線）が巻回されたコイルである。図４に示すように、ＰＣＳ３は、その両端が超電導コイル２に接続されている。つまり、超電導コイル２とＰＣＳ３とで並列回路を構成する。そして、永久電流モードのときには、超電導コイル２とＰＣＳ３とで閉ループＬ（永久電流コイル）を形成することができる。
【００１８】
さらに、ヒータ８は、ＰＣＳ３に熱が伝わる構成をとることができればどのような構成のものでも良い。例えば、フィルム状のヒータや、電熱線状のヒータなどが挙げられる。フィルム状のヒータを用いる場合には、ヒータ８をＰＣＳ３の表面に接着する、或いはＰＣＳ３を構成する超電導巻線の層間に挿入して接着するなどの構成が望ましい。また、電熱線状のヒータを用いる場合には、ＰＣＳ３表面に電熱線を巻きつける、或いはＰＣＳ３を構成する超電導線材に沿って電熱線を共巻する構成が望ましい。
【００１９】
また、超電導物質の導体は、臨界温度以下、臨界磁場以下、さらに臨界電流以下の３条件が揃った環境で電気抵抗がゼロの状態（超電導状態）で電流を流すことができる。従って、この電気抵抗がゼロの状態で、超電導コイル２とＰＣＳ３とで形成された閉ループＬに電流を流すと、電流は殆ど減衰することなくほぼ一定値を維持することができる。また、閉ループＬに流れる電流は、揺らぎが生じ難くなっているので、非常に安定度が高い一定磁場を発生し続けることができる。このような超電導技術は、例えば、０．１ｐｐｍ／ｈ以下の高い磁場安定度を要求する医療用のＭＲＩや分子構造分析用のＮＭＲなどに応用されている。
【００２０】
また、ＰＣＳ３は、高電気抵抗の常電導状態（ＯＦＦ状態）と電気抵抗がゼロの超電導状態（ＯＮ状態）とを切り替えることができる。ここで、ＰＣＳ３がＯＮ状態となると、超電導コイル２とＰＣＳ３との閉ループＬで、永久電流モードの運転が可能になる。一方、ＰＣＳ３がＯＦＦ状態となると、ＰＣＳ３の高電気抵抗によって閉ループＬでの永久電流モードの運転が不可能になる。なお、ＰＣＳ３をＯＮ状態からＯＦＦ状態にするときに投入する熱量を減らし、かつＯＦＦ状態からＯＮ状態にするときに必要となる冷却時間を低減させるために、ＰＣＳ３は、ＯＦＦ状態のときに、できるだけ少ない量の導体で高い電気抵抗を発生させる必要がある。
【００２１】
図５に示すように、ＰＣＳ３の超電導線材（巻線）は、複数本の超電導フィラメント２７と、これらの超電導フィラメント２７の周囲の母材２８とで構成される。なお、超電導フィラメント２７は、一般的にＮｂＴｉで形成されるが、Ｎｂ３ＳｎやＭｇＢ２などＮｂＴｉ以外の超電導材料であっても良い。また、母材２８は、一般的に高抵抗のＣｕＮｉで形成されるが、他の銅合金や高抵抗金属でも良い。例えば、ＰＣＳ３の温度を臨界温度以下に冷却して超電導状態にすると、各超電導フィラメント２７の電気抵抗がゼロになり、これらの超電導フィラメント２７を電流が流れ続ける。一方、ＰＣＳ３の温度を臨界温度よりも高くして常電導状態にすると、超電導フィラメント２７に電気抵抗が発生するとともに、母材２８を含めた領域に電流が流れるので、高い電気抵抗が発生する。このＰＣＳ３の電気抵抗により永久電流モードが終了する。
【００２２】
なお、ＣｕＮｉを母材２８として形成されたＰＣＳ３は、銅などの低電気抵抗金属を母材として形成される場合よりも安定性が低い。例えば、ＰＣＳ３は、冷凍機５の状態などに起因する僅かな温度の変化や、電流密度の変化などの小さな擾乱（揺らぎ）によってクエンチが発生してしまうおそれがある。このクエンチは、複数本の超電導フィラメント２７のうち、少なくとも１本の超電導フィラメント２７を流れる電流が、臨界電流を超えてしまうことで生じる。また、超電導フィラメント２７に臨界電流密度に相当する電流が流れている状態を飽和状態と称して以下に説明する。
【００２３】
また、永久モードの運転中に、ＰＣＳ３において飽和状態の超電導フィラメント２７が存在しているとクエンチが生じ易い。そこで、本実施形態では、クエンチの発生を防ぐために、永久電流モードの開始時に、定常運転温度よりも高い特定温度にし、この特定温度を特定時間が経過するまで保持する制御がなされる。なお、ＰＣＳ３の温度は、ヒータ８により制御される。このヒータ８は、主電源４とは異なるヒータ電源９から電流を供給されている。また、ＰＣＳ３を特定温度にした後に定常運転温度にする制御がなされる。
【００２４】
例えば、特定温度の超電導フィラメント２７の臨界電流密度の値は、定常運転温度の場合よりも低い値となる。つまり、超電導フィラメント２７を特定温度にして電流を流しておき、その電流値を維持したまま、超電導フィラメント２７を定常運転温度にすると、この超電導フィラメント２７には、臨界電流以下の値の電流が流れるようになる。そのため、超電導フィラメント２７が飽和状態にならずに余裕のある状態となる。
【００２５】
ここで、定常運転温度とは、超電導磁石装置１が永久電流モードで運転されるときの通常時の温度であって、冷凍機５を用いて超電導コイル２およびＰＣＳ３を冷却するときの目標となる温度である。この定常運転温度が維持されることで、超電導磁石装置１が永久電流モードで長時間運転される。なお、この定常運転温度は、常に一定の値ではなく、外的要因や運転態様に応じて僅かながら上下に変動される値である。さらに、定常運転温度の変動範囲は、予測される範囲となっている。また、超電導コイル２およびＰＣＳ３に流れる電流値や導体の材質や導体長などの各種構成によって、定常運転温度の変動範囲の最小値および最大値を予め特定することができる。
【００２６】
また、特定温度とは、ＰＣＳ３の温度を電流分流温度よりも低い温度であり、かつ定常運転温度の変動範囲の最大値よりも高い温度である。この特定温度が、定常運転温度の変動範囲の最大値よりも高い温度であることで、定常運転中にＰＣＳ３の温度が変動しても、超電導フィラメント２７が飽和状態にならずに済む。
【００２７】
また、電流分流温度とは、ＰＣＳ３が備える複数本の超電導フィラメント２７の材質の臨界温度以下の温度であって、各超電導フィラメント２７に分流される電流が臨界電流密度に達する温度である。なお、一般に超電導技術で用いられている臨界温度（転移温度）が、超電導フィラメント２７を形成する超電導物質の物性に応じて一義的に決定される温度であるのに対して、本実施形態の電流分流温度は、主電源４により供給される電流の値に応じて予め決定される温度である。つまり、電流分流温度は、主電源４の設定に応じて適宜変更される温度である。
【００２８】
なお、主電源４により供給される電流の値が大きくなる場合は、電流分流温度を低い値に設定し、主電源４により供給される電流の値が小さくなる場合は、電流分流温度を高い値に設定する。
【００２９】
なお、超電導コイル２の場合は、外部磁場効果で超電導フィラメント同士の不均一性を解消することができるので、クエンチが生じ難くなっている。この外部磁場効果とは、超電導コイル２の超電導線材（巻線）が備える各超電導フィラメントにおいて、長手方向に対して垂直方向に変動磁場が印加されつつ、電流が流れ始めると、各超電導フィラメントを流れる電流が均一に流れるように作用する効果のことである。このように超電導コイル２の各超電導フィラメントは、通電開始時から均一な電流が流れるので、一部の超電導フィラメント２７が飽和状態にならず、クエンチが生じ難くなっている。
【００３０】
次に、本実施形態の超電導磁石装置１の運転方法について図７から図１４のグラフを用いて説明する。なお、図７から図１２において、縦軸は、各超電導フィラメント２７の電流値を示す。ここで、横軸に並んだ各棒Ａ〜Ｈは、ＰＣＳ３の断面視において径方向に並んだ各超電導フィラメント２７の電流値を示す（図５参照）。例えば、図７から図１２の棒Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｈは、ＰＣＳ３の外周部に配置された超電導フィラメント２７の電流値に対応し、棒Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、ＰＣＳ３の中央部に配置された超電導フィラメント２７の電流値に対応している。さらに、線Ｑは、定常運転温度Ｔ０または特定温度Ｔ２であるときに、各超電導フィラメント２７が臨界電流密度となる値を示す。なお、温度が低くなるに従って臨界電流密度の値は大きくなるので、定常運転温度Ｔ０のときの臨界電流密度の値Ｑは、特定温度Ｔ２のときの臨界電流密度の値Ｑよりも大きな値になる。
【００３１】
図１３（ｂ）に示すように、超電導磁石装置１の運転を開始するときには、まず、主電源４およびヒータ電源９の出力を停止した状態で、冷凍機５を用いて超電導コイル２およびＰＣＳ３を冷却する。ここで、冷却された超電導コイル２およびＰＣＳ３は、臨界温度以下の温度である定常運転温度Ｔ０となり、超電導に転移される。
【００３２】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、経過時間Ｊ０において、ヒータ電源９からヒータ８に電力を供給し、このヒータ８によりＰＣＳ３の加熱を開始する。なお、ヒータ電源９の出力（電流値、電圧値）の上昇に伴ってＰＣＳ３の温度が上昇される。そして、ヒータ電源９の出力が第１電流値Ｃ１に達すると、ＰＣＳ３の温度が電流分流温度Ｔ３を超えた状態になる。なお、このときの温度は、臨界温度以上であっても良い。ここで、ＰＣＳ３の各超電導フィラメント２７は、常電導状態（ＯＦＦ状態）に転移される。
【００３３】
図１３（ｃ）および図１３（ｄ）に示すように、経過時間Ｊ１において、主電源４から超電導コイル２に電力の供給を開始する。なお、主電源４から電力が供給されても、ＰＣＳ３は、常電導状態であるのでＰＣＳ３に流れる電流は小さく、主電源４から供給された電流のほとんどは超電導コイル２に流れる。ここで、主電源４の出力の上昇に伴って超電導コイル２を流れる電流値が上昇する。
【００３４】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、ヒータ電源９の出力を開始してから所定時間経過したときに、ヒータ電源９の出力を一旦停止（低減）する。なお、冷凍機５による冷却は継続されているので、ヒータ電源９の停止に伴ってＰＣＳ３の温度が低下する。そして、ＰＣＳ３の温度が電流分流温度Ｔ３よりも下がった時点で、ＰＣＳ３の各超電導フィラメント２７は、超電導状態（ＯＮ状態）に転移される。
【００３５】
また、経過時間Ｊ２において、ヒータ電源９の出力が直ぐに再開される。ここで、ヒータ電源９の出力は、第１電流値Ｃ１よりも低い第２電流値Ｃ２に制御される。このときのヒータ８の加熱によりＰＣＳ３の温度は、特定温度Ｔ２になる。この特定温度Ｔ２は、電流分流温度Ｔ３よりも低く、かつ定常運転温度Ｔ０の変動範囲の最大値Ｔ１よりも高い温度となっている。なお、ＰＣＳ３の温度は、電流分流温度Ｔ３から下がって特定温度Ｔ２になっても良いし、一旦、定常運転温度Ｔ０まで下がってから特定温度Ｔ２に上がっても良い。
【００３６】
図１３（ｃ）に示すように、ＰＣＳ３の超電導フィラメントが超電導状態になっている経過時間Ｊ２’に主電源４の電流を下げ始めると、徐々にＰＣＳ３に流れる電流が増加する。ここで、電流が流れ始めたときのＰＣＳ３では、中央部の超電導フィラメント２７よりも外周部の超電導フィラメント２７に多くの電流が流れる。そして、外周部の超電導フィラメント２７の電流値が最初に臨界電流密度の値Ｑに到達し、飽和状態となる。なお、飽和状態になった超電導フィラメント２７には、それ以上の電流が流れず、流れる電流が増加すると、他の未飽和状態の超電導フィラメント２７に電流が分流される。
【００３７】
図１３（ｃ）および図１３（ｄ）に示すように、経過時間Ｊ３において、主電源４の電力供給が停止される。ここで、永久電流モードが開始となり、超電導コイル２およびＰＣＳ３の閉ループＬ（図４参照）には、一定電流が流れ続ける。そして、経過時間Ｊ４において、ヒータ電源９の電力供給が停止される。すると、ＰＣＳ３の温度は、定常運転温度Ｔ０まで低下して定常運転が開始される。
【００３８】
経過時間Ｊ３直後では、各超電導フィラメントには概ね図７に示す電流密度分布になっている。本実施形態は、永久電流モードが開始されてからヒータ電源９の電力供給が停止されるまで、ＰＣＳ３の特定温度Ｔ２が保持される。
【００３９】
なお、ＰＣＳ３の特定温度Ｔ２を保持する特定時間Ｒは、各フィラメント電流分布が定常となるために必要な最小限の時間である。特に、主電源４の電力供給が停止されてから特定時間Ｒが経過するまで、ＰＣＳ３の温度が特定温度Ｔ２に保持されれば良い。本実施形態では、ＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２に保持する時間が、特定時間Ｒよりも長い時間となっている。例えば、時点Ｊ２の直後から時点Ｊ４までに亘ってＰＣＳ３の温度が特定温度Ｔ２に保持される。
【００４０】
図９に示すように、ＰＣＳ３の温度が特定温度Ｔ２から定常運転温度Ｔ０まで低下すると、各超電導フィラメントに流れる電流分布を保持した状態（定常状態）で、その臨界電流密度の値Ｑが大きくなる。ＰＣＳ３の温度が定常運転温度Ｔ０まで低下される以前に、既に主電源４の電力供給が停止されているので、臨界電流密度の値Ｑが大きくなっても、各超電導フィラメント２７の電流値が増えることはない。すなわち、各超電導フィラメント２７の電流密度の値と臨界電流密度の値Ｑまでの間に差分Ｍが生じ、超電導フィラメント２７が飽和状態にならずに余裕のある状態となる。そのため、僅かな温度の変化や電流密度の変化などの小さな擾乱がＰＣＳ３に生じてもクエンチが発生することがなく、長時間に亘って安定的に運転される。つまり、クエンチが発生する確率が飛躍的に低下する。
【００４１】
なお、ＰＣＳ３の超電導フィラメント２７は、長時間運転を行うと、再び一部の超電導フィラメント２７が飽和状態になるおそれがある。例えば、図６に示すように、ＰＣＳ３の各超電導フィラメント２７と超電導コイル２との接続部には、僅かな接続抵抗２９が存在する。このＰＣＳ３の各超電導フィラメント２７は、接続抵抗２９を伴った並列回路とみなすことができる。これらの接続抵抗２９は、超電導状態に影響を与えない程度の極めて小さい電気抵抗である。しかしながら、各接続抵抗２９の値は一定ではなく、それぞれ異なる抵抗値となっている。
【００４２】
図１０に示すように、ＰＣＳ３を定常運転温度Ｔ０にした状態で長時間運転を行っていると、各接続抵抗２９のばらつきによって、各超電導フィラメント２７の電流値がゆっくりと変化する。例えば、一部の超電導フィラメント２７の電流値が上昇され、他の超電導フィラメント２７の電流値が低下するようになる。
【００４３】
このように各超電導フィラメント２７の電流値が変化すると、一部の超電導フィラメント２７の電流密度の値が臨界電流密度の値Ｑに近づいて飽和状態となる。この状態を放置していると飽和領域（飽和状態に到達した超電導フィラメント２７が占める領域）が拡大してクエンチが生じてしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、定常運転温度Ｔ０で運転中に所定時間毎に、ヒータ８を動作させてＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２に上昇させる制御を行う。
【００４４】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、ＰＣＳ３が定常運転温度Ｔ０で運転を開始した時点Ｊ４から再動作時間Ｐが経過した時点Ｊ５で、ヒータ電源９からヒータ８に電力を供給し、このヒータ８によりＰＣＳ３を加熱する。ここで、ヒータ電源９の出力は、第２電流値Ｃ２に制御される。このヒータ８の加熱によりＰＣＳ３の温度は、再び特定温度Ｔ２に上昇される。そして、特定時間Ｒが経過する時点Ｊ６まで特定温度Ｔ２が保持される。
【００４５】
図１１に示すように、ＰＣＳ３の温度が定常運転温度Ｔ０から特定温度Ｔ２まで上昇されると、各超電導フィラメント２７の臨界電流密度の値Ｑが小さくなる。なお、ＰＣＳ３の温度が特定温度Ｔ２まで上昇するときに、一部の超電導フィラメント２７が飽和状態になるが、他の超電導フィラメント２７が未飽和状態であるので、飽和状態の超電導フィラメント２７を流れる電流が未飽和状態の超電導フィラメント２７に分流される。ここで、各超電導フィラメント２７の電流値の合計値は、各超電導フィラメント２７の臨界電流密度の値Ｑの合計値を超えないので、クエンチが生じない。
【００４６】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、ヒータ８によりＰＣＳ３を加熱して特定温度Ｔ２にした時点Ｊ５から、特定時間Ｒが経過するまで特定温度Ｔ２を保持する。そして、特定時間Ｒが経過した時点Ｊ６でヒータ電源９の電力供給を停止し、ＰＣＳ３の温度を再び定常運転温度Ｔ０まで低下させる。なお、この特定時間Ｒは必ずしも一定間隔である必要はなく、ＰＣＳ３の状態に応じて適宜短縮または延長することも可能である。
【００４７】
図１２に示すように、ＰＣＳ３の温度が特定温度Ｔ２から定常運転温度Ｔ０まで低下されると、各超電導フィラメント２７の電流値がほぼ均一な状態（定常状態）で、その臨界電流密度の値Ｑが大きくなる。すなわち、各超電導フィラメント２７の電流値と臨界電流密度の値Ｑまでの間に差分Ｍが生じ、超電導フィラメント２７が飽和状態にならずに余裕のある状態に戻る。
【００４８】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、ＰＣＳ３の温度を再び定常運転温度Ｔ０まで低下させた時点Ｊ６から再動作時間Ｐが経過した時点Ｊ７で、ＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２にする。そして、特定時間Ｒが経過した時点Ｊ８で、ＰＣＳ３の温度を再び定常運転温度Ｔ０まで低下させる。以後、この制御を繰り返し行う。
【００４９】
本実施形態の再動作時間Ｐは、２４時間以上、１５０００時間以下であることが好ましい。この再動作時間Ｐは、ＰＣＳ３の導体長（巻線の長さ）に基づいて予め決定される。例えば、伝導冷却方式のＰＣＳ３の導体長が５ｍであり、各接続抵抗２９のばらつきが１０倍程度と想定される場合には、再動作時間Ｐが２４時間に設定される。また、伝導冷却方式のＰＣＳ３の導体長が５００ｍであり、各接続抵抗２９のばらつきが２倍程度と想定される場合には、その再動作時間Ｐが１５０００時間に設定される。このようにすれば、適切な再動作時間ＰでＰＣＳ３の温度上昇を繰り返して安定的に運転することができる。なお、この再動作時間Ｐは、必ずしも一定間隔である必要はなく、ＰＣＳ３の状態に応じて適宜短縮または延長することも可能である。
【００５０】
なお、本実施形態では、永久電流モードの開始時の特定温度Ｔ２と、定常運転時の特定温度Ｔ２とが同一の温度となっているが、永久電流モードの開始時と定常運転時とで特定温度Ｔ２を異なる温度としても良い。例えば、定常運転時の特定温度Ｔ２は、永久電流モードの開始時の特定温度Ｔ２よりも低い温度にしても良い。
【００５１】
次に、超電導磁石装置１が実行する永久電流モードの開始時の制御内容について図１５を用いて説明する。なお、フローチャートの各ステップの説明にて、例えば「ステップＳ１１」と記載する箇所を「Ｓ１１」と略記する。なお、制御装置１０には、通信部１８を介して超電導コイル２およびＰＣＳ３に流れる電流値や導体の材質や導体長などの各種情報が入力される。
【００５２】
まず、制御装置１０において、温度決定部１５は、超電導コイル２およびＰＣＳ３に流れる電流値や導体の材質や導体長などの予め入力された各種情報によって、電流分流温度Ｔ３や、特定温度Ｔ２や、定常運転温度Ｔ０や、定常運転温度Ｔ０の変動範囲の最大値Ｔ１などの各種温度を予め決定する（Ｓ１１：温度決定ステップ）。このようにすれば、特定温度Ｔ２などを適切な温度に決定することができる。なお、これら決定された各種温度は、記憶部１７に記憶される。
【００５３】
次に、時間決定部１６は、超電導コイル２およびＰＣＳ３に流れる電流値や導体の材質や導体長などの予め入力された各種情報によって、特定時間Ｒや、再動作時間Ｐなどの各種時間を予め決定する（Ｓ１２：時間決定ステップ）。このようにすれば、ＰＣＳ３の導体長に応じて再動作時間Ｐなどを適切な時間に決定することができる。なお、これら決定された各種時間は、記憶部１７に記憶される。
【００５４】
次に、冷却制御部１３は、冷凍機５の動作を開始することで、超電導コイル２とＰＣＳ３の冷却を開始する（Ｓ１３：冷却ステップ）。なお、冷却が開始されると、超電導コイル２とＰＣＳ３が定常運転温度Ｔ０まで冷却され、超電導状態に転移される。
【００５５】
次に、冷凍機５による冷却が継続される状態で、温度制御部１９は、ヒータ８を用いてＰＣＳ３を加熱して電流分流温度Ｔ３以上にする。すると、ＰＣＳ３が高電気抵抗の常電導状態（ＯＦＦ状態）になる（Ｓ１４：ＯＦＦステップ）。次に、主電源制御部１２は、主電源４による電力（電流）の供給を開始し、超電導コイル２に電流を流し始める（Ｓ１５：通電ステップ）。
【００５６】
次に、温度制御部１９は、ヒータ電源９の出力を一旦停止（低減）する。ここで、ＰＣＳ３の温度が電流分流温度Ｔ３よりも下がった時点で、ＰＣＳ３の各超電導フィラメント２７は、超電導状態（ＯＮ状態）に転移される（Ｓ１６：ＯＮステップ）。
【００５７】
次に、特定制御部２０は、ヒータ電源９の出力を直ぐに再開し、ＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２にする（Ｓ１７：特定ステップ）。次に、主電源制御部１２は、主電源４による電力の供給を停止する（Ｓ１８：永久電流ステップ）。ここで、超電導コイル２とＰＣＳ３は、閉ループＬを形成しているので、超電導コイル２を流れる電流がＰＣＳ３に流れるようになり、永久電流モードが開始される（Ｓ１９）。
【００５８】
次に、保持制御部２１は、主電源４による電力の供給が停止された時点で、計時部２３を用いて特定温度タイマのカウントを開始する。ここで、保持制御部２１は、特定温度タイマがカウント中である場合に、ＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２に保持する（Ｓ２０：保持ステップ）。
【００５９】
次に、保持制御部２１は、計時部２３を参照して特定温度タイマのカウントを開始してから特定時間Ｒが経過したか否かを判定する（Ｓ２１）。つまり、計時部２３による特定温度タイマのカウントが、記憶部１７に記憶された特定時間Ｒ（判定値）以上か否かを判定する。ここで、特定時間Ｒが経過していない場合は、前述のＳ２０に戻る。一方、特定時間Ｒが経過した場合は、計時部２３による特定温度タイマのカウントを終了する。そして、定常運転制御部２２は、ヒータ電源９による電力供給を停止し、ＰＣＳ３の温度を定常運転温度Ｔ０まで低下させることで、定常運転を開始する（Ｓ２２：定常運転ステップ）。なお、Ｓ２１については、特定温度タイマのカウントを判定の基準としているが、作業員によって一定時間経過後に手動でＰＣＳ温度を上げる作業を行うことも可能である。
【００６０】
次に、超電導磁石装置１が実行する定常運転時の制御内容について図１６を用いて説明する。なお、ヒータ制御部１４は、ＰＣＳ３の温度を定常運転温度Ｔ０にするために、ヒータ電源９による電力供給を停止した時点で、計時部２３を用いて定常運転温度タイマのカウントを開始する。
【００６１】
まず、制御装置１０において、定常運転制御部２２は、ＰＣＳ３の温度を定常運転温度Ｔ０に保持する（Ｓ３１）。次に、定常運転制御部２２は、計時部２３を参照して定常運転温度タイマのカウントを開始してから再動作時間Ｐが経過したか否かを判定する（Ｓ３２）。つまり、計時部２３による定常運転温度タイマのカウントが、記憶部１７に記憶された再動作時間Ｐ（判定値）以上か否かを判定する。
【００６２】
ここで、再動作時間Ｐが経過していない場合は、前述のＳ３１に戻る。一方、再動作時間Ｐが経過した場合は、計時部２３による定常運転温度タイマのカウントを終了する。そして、再特定制御部２４は、ヒータ電源９による電力供給を開始し、ＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２まで再び上昇させる（Ｓ３３：再特定ステップ）。
【００６３】
次に、再保持制御部２５は、ヒータ電源９による電力供給が開始された時点で、計時部２３を用いて特定温度タイマのカウントを開始する。ここで、再保持制御部２５は、特定温度タイマがカウント中である場合に、ＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２に保持する（Ｓ３４：再保持ステップ）。
【００６４】
次に、再保持制御部２５は、計時部２３を参照して特定温度タイマのカウントを開始してから特定時間Ｒが経過したか否かを判定する（Ｓ３５）。つまり、計時部２３による特定温度タイマのカウントが、記憶部１７に記憶された特定時間Ｒ（判定値）以上か否かを判定する。ここで、特定時間Ｒが経過していない場合は、前述のＳ３４に戻る。一方、特定時間Ｒが経過した場合は、計時部２３による特定温度タイマのカウントを終了する。そして、再定常運転制御部２６は、ヒータ電源９による電力供給を停止し、ＰＣＳ３の温度を定常運転温度Ｔ０まで低下させることで、定常運転を開始する（Ｓ３６：再定常運転ステップ）。
【００６５】
なお、ヒータ制御部１４は、ＰＣＳ３の温度を定常運転温度Ｔ０にするために、ヒータ電源９による電力供給を停止した時点で、計時部２３を用いて定常運転温度タイマのカウントを開始し、前述のＳ３１に戻る。以降、Ｓ３１〜Ｓ３６のステップを繰り返す。
【００６６】
本実施形態では、電流分流温度Ｔ３は、主電源４により供給される電流の値に応じて予め決定されることで、永久電流モードの運転中にＰＣＳ３を流れる電流密度が変動しても臨界電流に到達せずに、余裕がある状態にすることができる。また、主電源４の電流の値に応じて適切な特定温度Ｔ２を設定することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、特定温度Ｔ２は、ＰＣＳ３の定常運転温度Ｔ０の変動範囲の最大値Ｔ１よりも高い温度であることで、永久電流モードの運転中にＰＣＳ３の温度が変動し、その変動範囲の最大値Ｔ１になっても、クエンチが発生することがなくなる。
【００６８】
また、保持ステップおよび再保持ステップにて、特定時間Ｒが経過するまでＰＣＳ３の温度を特定温度Ｔ２に保持することで、複数本の超電導フィラメント２７の全てに臨界電流以下の電流をほぼ均一に流すことができる。さらに、永久電流モードの運転中に一部の超電導フィラメント２７に高い値の電流が流れても、全ての超電導フィラメント２７を流れる電流を均一にすることができる。
【００６９】
また、定常運転が開始された定常運転ステップ後に、ＰＣＳ３の温度を再び特定温度Ｔ２に上昇させる再特定ステップを含むことで、クエンチの発生を防いで安定的に永久電流モードの運転を継続することができる。
【００７０】
また、再特定ステップを予め決められた再動作時間Ｐを空けて繰り返すことで、複数の超電導フィラメント２７に流れる電流値が不均一になって一部の超電導フィラメント２７を流れる電流が臨界電流になる前に、各超電導フィラメント２７を流れる電流を均一にして安定させることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、冷凍機５が伝導冷却型であり、液体ヘリウムなどの高価な冷媒が必要ないので、安価に超電導コイル２やＰＣＳ３を冷却することができる。しかしながら、伝導冷却型の超電導磁石装置１の場合は、超電導物質の導体の周囲に液体ヘリウムなどの冷媒が存在する浸漬冷却、ガス冷却などの冷却方式の超電導磁石装置と比較して、小さな擾乱でクエンチに至ってしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、永久電流モードの開始時と定常運転時にＰＣＳ３を特定温度Ｔ２に上昇させる操作を行うことで、クエンチの発生を防ぐようにしている。
【００７２】
なお、本実施形態では、再動作時間Ｐを一定の値にしているが、この再動作時間Ｐは、常に一定の値でなくても良い。例えば、超電導磁石装置１の使用状況は、起動時からの経過時間に応じて、再動作時間Ｐが変化されても良い。また、第１の長さの再動作時間Ｐと第２の長さの再動作時間Ｐを交互に繰り返して用いても良い。さらに、再動作時間Ｐを、タイマを使用して特定なくても良い。例えば、定期点検時の作業員の手動操作または遠隔操作によって特定温度Ｔ２に上昇させる操作を行うことにしても良い。
【００７３】
なお、本実施形態では、超電導磁石部１１と制御装置１０とが別体として設けられているが、これらの装置を一体的に形成しても良い。また、ヒータ制御部１４は、ヒータ電源９に内蔵されても良い。
【００７４】
なお、本実施形態を用いた超電導磁石装置１の実験結果の一例について詳述する。母材２８の材質をＣｕＮｉとし、超電導フィラメント２７の材質をＮｂＴｉでとしたＰＣＳ３を用いて通電実験を行った。ここで、このときのＰＣＳ３の定常運転温度Ｔ０は、約３．８Ｋであり、電流分流温度Ｔ３は、約８Ｋであり、冷凍機５に伴うＰＣＳ３の温度の変動範囲（揺らぎ）の最大値Ｔ１は、約３．９Ｋである。このＰＣＳ３と超電導コイルとで構成した閉ループＬ（永久電流コイル）に約３００Ａの電流を流し、ＰＣＳ３の安定性を評価した。
【００７５】
また、本実施形態の運転方法を行う場合は、永久電流モードの開始時にＰＣＳ３の温度を約６Ｋの特定温度まで上昇させた。さらに、この特定温度を１０分間に亘って保持し、その後、定常運転温度Ｔ０まで低下させた。この動作実施することで、ＰＣＳ３は約７５０時間に亘ってクエンチすることなく安定に運転することができた。一方、本実施形態の運転方法を行わない場合は、永久電流モードの開始時から数分から１時間程度でＰＣＳ３にクエンチが発生する現象が確認された。このように、本実施形態の運転方法がクエンチの発生を抑制することができることを示すことができた。
【００７６】
また、再動作時間Ｐが経過する度にＰＣＳ３の温度を再び特定温度まで上昇させる制御を行わなかった場合は、７８０時間を超えた時点でクエンチが発生した。これに対して、再動作時間Ｐが経過する度にＰＣＳ３の温度を再び特定温度まで上昇させる制御を行った場合は、クエンチが発生せずに長時間運転することができた。
【００７７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の超電導磁石装置の運転方法について図１７から図１８を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００７８】
図１７に示すように、第２実施形態では、複数の超電導磁石部１１が設けられている。そして、各超電導磁石部１１をそれぞれ制御する制御装置１０がネットワーク３０に接続されている。なお、このネットワーク３０は、インターネットでも良いし、特定のエリアに設けられたネットワークでも良い。また、ネットワーク３０は、有線通信で構成されても良いし、無線通信で構成されても良い。さらに、このネットワーク３０には、各制御装置１０を遠隔操作するための遠隔操作装置３１が接続されている。なお、超電導磁石装置１と制御装置１０とネットワーク３０と遠隔操作装置３１とで、第２実施形態の超電導磁石装置１Ａが構成される。
【００７９】
なお、遠隔操作装置３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどのハードウエア資源を有し、ＣＰＵが各種プログラムを実行することで、ソフトウエアによる情報処理がハードウエア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。
【００８０】
また、遠隔操作装置３１は、各制御装置１０を制御する遠隔制御部３２と、特定温度や特定時間などの各種情報を記憶する記憶部３３と、各制御装置１０とネットワーク３０を介して通信を行う通信部３４と、を備える。
【００８１】
また、記憶部３３は、各超電導磁石部１１のＰＣＳ３を管理するためのＰＣＳ管理テーブルを記憶している。図１８に示すように、ＰＣＳ管理テーブルは、各制御装置１０を識別可能な装置ＩＤに対応付けて、ＰＣＳ３の巻線の導体長と、特定温度と、特定時間と、再動作時間と、超電導磁石部１１の冷却方式とが登録されている。なお、これら以外の情報がＰＣＳ管理テーブルに登録されても良い。
【００８２】
例えば、伝導冷却方式のＰＣＳ３の巻線の導体長が５ｍである場合は、特定温度を６Ｋとし、特定時間を１分とし、再動作時間を２４時間としている。また、ヘリウム冷却方式のＰＣＳ３の巻線の導体長が５ｍである場合は、特定温度を６Ｋとし、特定時間を１分とし、再動作時間を７２０時間としている。また、伝導冷却方式のＰＣＳ３の巻線の導体長が５００ｍである場合は、特定温度を６Ｋとし、特定時間を１０分とし、再動作時間と１５０００時間としている。
【００８３】
また、遠隔制御部３２は、記憶部３３のＰＣＳ管理テーブルに基づいて、各種情報を制御装置１０に送信する。そして、各制御装置１０は、受信した各種情報に基づいて、ＰＣＳ３の温度の制御などを行う。なお、超電導磁石部１１の運転態様に応じてＰＣＳ管理テーブルの登録内容を適宜変更しても良い。このようにすれば、ネットワーク３０を介して多数の超電導磁石部１１の管理を一括して行うことができる。
【００８４】
なお、各超電導磁石部１１のＰＣＳ３でクエンチが発生した場合は、対応する制御装置１０がクエンチの発生情報を遠隔操作装置３１に送信しても良い。このようにすれば、クエンチの発生頻度を遠隔操作装置３１が把握することができる。
【００８５】
なお、各制御装置１０の記憶部１７がＰＣＳ管理テーブルを記憶していても良い。例えば、制御装置１０は、ＰＣＳ管理テーブルを参照し、超電導磁石部１１のＰＣＳ３の導体長などに応じて、再動作時間などを設定しても良い。
【００８６】
本実施形態に係る超電導磁石装置の運転方法を第１実施形態から第２実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。
【００８７】
なお、本実施形態の所定の値と判定値との判定において「判定値以上か否か」の判定をしているが、この判定は、「判定値を超えているか否か」の判定でも良いし、「判定値以下か否か」の判定でも良いし、「判定値未満か否か」の判定でも良い。
【００８８】
なお、本実施形態では、再動作時間Ｐが経過する度に、ＰＣＳ３の温度を特定温度に上昇させる制御を行っているが、その他の制御態様であっても良い。例えば、ＰＣＳ３の温度変化を把握するための温度センサや、各超電導フィラメント２７の電流密度の変化を把握するための電流センサなどを設けるようにし、これら各種センサが取得する情報に応じて、ＰＣＳ３の温度を特定温度に上昇させる制御を行っても良い。
【００８９】
なお、超電導コイル２およびＰＣＳ３は、１個の冷凍機５で冷却しなくても良い。例えば、超電導コイル２を冷却する冷凍機と、ＰＣＳ３を冷却する冷凍機との複数の冷凍機を設けても良い。
【００９０】
以上説明した実施形態によれば、永久電流モードの開始時や定常運転時に永久電流スイッチ（ＰＣＳ３）の温度を特定温度にすることで、クエンチの発生を低減して安定的に超電導磁石装置１を運転することができる。
【００９１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９２】
１（１Ａ）…超電導磁石装置、２…超電導コイル、３…永久電流スイッチ（ＰＣＳ）、４…主電源、５…冷凍機、６…伝導部、７…真空容器、８…ヒータ、９…ヒータ電源、１０…制御装置、１１…超電導磁石部、１２…主電源制御部、１３…冷却制御部、１４…ヒータ制御部、１５…温度決定部、１６…時間決定部、１７…記憶部、１８…通信部、１９…温度制御部、２０…特定制御部、２１…保持制御部、２２…定常運転制御部、２３…計時部、２４…再特定制御部、２５…再保持制御部、２６…再定常運転制御部、２７…超電導フィラメント、２８…母材、２９…接続抵抗、３０…ネットワーク、３１…遠隔操作装置、３２…遠隔制御部、３３…記憶部、３４…通信部、３５…輻射シールド板、３６…液体ヘリウム槽、３７…液体ヘリウム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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