(57)【要約】【課題】２つの独立した電気回路を備え、簡単な方法で有効なドリフト補償を行うことができる、磁石コイルシステムを提供する。【解決手段】極低温にて少なくとも部分的に超伝導性を有する磁石コイルシステム（２）であって、直列に接続され、且つそれぞれが超伝導スイッチ（６、７、８）によって橋絡される少なくとも２つの部分コイル（３、４、５）であって、超伝導スイッチ（６、７、８）が閉路されたとき、部分コイルは独立した電気的ループ（１１、１２、１３）を形成するものを備える磁石コイルシステム（２）において、２つの電気的ループ（１１、１２）が共通部分を有し、２つの部分コイル（３、４）の電気的ループ（１１、１２）の共通部分（１４）に回路構成された磁束ポンプ（１０）が設けられ、動作状態では２つの部分コイル（３、４）を流れる電流の全てが、磁束ポンプ（１０）を通って流れることを特徴とする。このようにして、２つの独立した電気的ループのドリフトは、少ない装置により補償することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極低温にて少なくとも部分的に超伝導性を有する磁石コイルシステム（２）であって、直列に接続され、且つそれぞれが超伝導スイッチ（６、７、８）によって橋絡される少なくとも２つの部分コイル（３、４、５）であって、前記超伝導スイッチ（６、７、８）が閉路されたとき、前記部分コイルは独立した電気的ループ（１１、１２、１３）を形成するものを備える磁石コイルシステム（２）において、
前記２つの電気的ループ（１１、１２）が共通部分を有し、前記２つの部分コイル（３、４）の前記電気回路（１１、１２）の前記共通部分（１４）に回路構成された磁束ポンプ（１０）が設けられ、動作状態では前記２つの部分コイル（３、４）を流れる電流の全てが、前記磁束ポンプ（１０）を通って流れることを特徴とする磁石コイルシステム（２）。
【請求項２】
前記部分コイル（３、４、５）の１つ以上が、少なくとも部分的に高温超伝導材料からなることを特徴とする請求項１に記載の磁石コイルシステム（２）。
【請求項３】
前記磁石コイルシステム（２）が、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＥＰＲまたはＦＴＭＳ分析計に用いられることを特徴とする請求項１又は２記載の磁石コイルシステム（２）。
【請求項４】
前記２つの部分コイル（３、４）が、サンプル体積内に十分に均一な部分磁界を発生し、それにより、前記供給源（１０）によって引き起こされる前記部分コイル内の電流再分配にも関わらず、前記サンプル体積内で使用するのに十分に均一な磁界、具体的には、対応する部分磁界のＨ２磁界勾配が０．１ガウス／（ｃｍ２Ａ）より小さくなるものが発生することを特徴とする請求項３記載の磁石コイルシステム（２）。
【請求項５】
前記部分コイル（３、４、５）の１つ以上が、直列に接続された小区分に分割されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁石コイルシステム（２）。
【請求項６】
前記小区分が、少なくとも部分的に、異なる複数の区域に配置されることを特徴とする請求項５記載の磁石コイルシステム（２）。
【請求項７】
前記小区分の少なくとも一部は反対方向に分極されており、漂遊磁界の能動的な遮蔽として働くことを特徴とする請求項５又は６記載の磁石コイルシステム（２）。
【請求項８】
少なくとも１つの極低温室を有するクライオスタット内に配置された、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁石コイルシステム（２）を備える磁石構成であって、前記部分コイル（３、４、５）のための共通電源（９）を接続することができ、それを用いて前記部分コイル（３、４、５）に、２つの共通電源ラインを通じて次々に異なる電流を供給することができる磁石構成。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁石コイルシステムを動作させる方法において、
前記電気的ループ（１１、１２、１３）は、前記部分コイル（３、４、５）を充電するために外部充電装置（９）に接続され、前記磁束ポンプを含む前記電気的ループ（１１、１２）の動作電流は、前記外部充電装置（９）を取り除いて前記磁束ポンプ（１０）をスイッチオンした後に定常状態が得られるまでに、これらの電気的ループ（１１、１２）の２つの動作電流の変化が最大で１０％となるように選択されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極低温にて少なくとも部分的に超伝導性の磁石コイルシステムであって、少なくとも２つの直列に接続された部分コイルであって、それぞれが超伝導スイッチによって橋絡されるものを備え、これにより超伝導スイッチが閉路されたときに部分コイルが独立した電流ループを形成する磁石コイルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの磁石コイルシステムは、特許文献１に記載されている。
【０００３】
それぞれのコイルが超伝導スイッチによって橋絡される、いくつかの超伝導コイルを直列に接続することにより、コイルは、単一の電流源および単一の対の電流供給ラインを用いて、順次、個々の電流で充電することができる。コイルが互いに磁気的に減結合されている場合は、各コイルはその電流で直接、充電することができる。この原理は通常、互いに結合しないように設計される、シムコイルを充電するのに用いられる。そうでない場合は、結合を考慮に入れなければならず、充電の順序が守られなければならない。
【０００４】
同じ原理が、磁石システムの部分コイルを、異なる電流で充電するためにも用いられる。これは、特に、磁石システムが従来型の超伝導体（ＬＴＳ）から成る部分コイルと、高温超伝導体（ＨＴＳ）から成る部分コイルとを備える場合に重要である。様々な部分コイル内で異なる電流を用いることにより、システム設計に自由度が追加される。利用可能なＨＴＳの寸法は限られるので、最適システムの設計に対しては、これらの自由度に左右される。
【０００５】
特許文献１は、１つの純粋なＨＴＳ、および１つの純粋なＬＴＳ電気的ループを得るために、２つの電気的ループを使用する。これによってＨＴＳとＬＴＳの間の、問題のある超伝導接続が回避され、ドリフトの少ないシステムを実現することができる。同種の導体間の超伝導接続の技術が存在する。さらに、上述の設計に対する自由度を、２つの電気的ループを用いることによって上げることができる。
【０００６】
特に、たとえば高分解能の核磁気共鳴の実験に使用される超伝導磁石システムに、ＨＴＳが用いられる場合は、ゆっくりとした電流損失（磁界ドリフト）の補償が必要である。ＨＴＳコイルがＬＴＳコイルと直列に接続される場合、ＨＴＳとＬＴＳの間の接続（ＨＴＳ−ＬＴＳ接合部）にしばしば問題があり、磁界ドリフトを生ずる。ＨＴＳコイルがそれ自体の電流路を有する場合は、インダクタンスは通常、非常に小さい。特に、ＨＴＳコイルは磁界に大きく寄与するので、配線または超伝導接続において生じた問題がほんの些細なものであっても、大きな磁界ドリフトを生ずる。ＨＴＳのいわゆるｎ値は、ＬＴＳに比べて小さいことが多い。ｎ値は、以下説明するように、超伝導体を通って流れる電流Ｉに依存する、超伝導体の抵抗Ｒの挙動を表す。ＨＴＳのｎ値が小さいほど、負荷状態では、より大きな、補償されなければならない磁界ドリフトが生じることとなる。
【０００７】
また、ＬＴＳコイルを用いたドリフト補償が望ましい場合もある。配線上の電流負荷を増すことができ、それによって、より小型で、より費用のかからないシステムを実現することができる。さらに、超伝導接続が不完全な場合、または配線が損傷した場合の、費用のかかる修理作業を避けることができる。
【０００８】
このようなドリフト補償に適した手段は、磁束ポンプである。現在のところ、磁束ポンプを用いたドリフト補償によってのみ、「持続モード」のときに、すなわち磁石コイルシステムを「駆動モード」動作させる場合のように磁流を恒久的にクライオスタット内へ導かなくても、長期的かつ連続的にドリフトを補償することが可能である。
【０００９】
また、２つの独立した電気的ループを用いることは、設計に対する追加の自由度を得るために望ましい。これにより超伝導体の利用が改善され、したがって最終的に、より小型で、より費用のかからないシステムを実現することができる。特に、ＨＴＳは、限られた寸法でのみ利用可能であり、有効な設計を得るには、異なる電流および異なるコイル部分の自由度が必要である。
【００１０】
２つの独立した電気的ループと、ドリフト補償の両方が必要な場合は、それぞれの電気回路に磁束ポンプを設けることができる。これには大きな費用がかかり、クライオスタット内に大きなスペースを必要とし、また複雑さが増すことによって故障しやすくなる。さらに、両方の磁束ポンプを制御することが必要になり、磁界制御は複雑になる。特に、どの部分コイルがどの部分の磁界損失を引き起こしているのかを判定するのが難しくなる。しかしこの判定は、両方の磁束ポンプの動作を正しく制御し、個々の電流を一定に保つために必要である。しかし、２つの磁束ポンプを用いると、一方の電気回路から他方に流れる無制御の電流が生じる可能性が高くなる。これを防止するには、部分コイルの電流を測定しなければならなくなるが、これは、たとえば、磁石のわずかに外側の測定巻線内でホールプローブを使用するなど、比較的困難なものとなる。この測定は、しかし、十分に正確かどうかは疑わしい。全体として、このような方法でドリフト補償を実現するのは、実用的とは思われない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００６６４２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、２つの独立した電気回路を備え、簡単な方法で有効なドリフト補償を行うことができる、磁石コイルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、２つの電気回路が１つの共通部分を備え、２つの部分コイルの電気回路の共通部分に回路構成された１つの磁束ポンプが設けられ、動作状態では２つの部分コイルの総電流が磁束ポンプを通って流れることを特徴とする。
【００１３】
したがって本発明の磁石コイルシステムは、異なる電流を有する２つの電気的ループに同時に対応することができる、ただ１つの供給源（磁束ポンプ）を使用する。磁束ポンプは、２つの部分コイルを流れる電流の全てが磁束ポンプを通って流れるように、超伝導電流路に接続され、供給源は、これらの部分コイル内に生じる電圧降下を補償する。このようにして、２つの独立した電気的ループのドリフトは、少ない装置により補償することができる。
【００１４】
本発明は、部分コイルの１つ以上が、少なくとも部分的に高温超伝導材料からなる場合に特に有利である。なぜなら、ＨＴＳコイルの超伝導配線接続の技術にはまだ問題があり、そのため一般に磁界ドリフトが大きいからである。
【００１５】
本発明の磁石コイルシステムは、好ましくは、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＥＰＲ、またはＦＴＭＳ分析計に用いられる。
【００１６】
２つの付勢された部分コイル内の電流は、両方の部分コイル内の電圧損失が同じになるように、互いに相対的に調整される。電圧が一定に保たれると、電流は、両方の部分コイルの超伝導体が同一の負荷になるように調整される。１つのコイル内の臨界電流が、たとえば、設計で仮定されたものより大きい場合、この配線は、より大きな電流を輸送し、他方の負荷はわずかに軽減される。したがってシステムは、２つの電流路内の負荷を一様に分配する固有の自己調節機構を有する。この方式における１つの欠点は、結果としての電流分配が前もって正確に分からないことである。これは、実効臨界電流、超伝導体のｎ係数、および生成された欠陥または抵抗性の配線接続に依存する。
【００１７】
動作状態において、電流分配はその緩やかさを維持しながら変化するので、個々の電気回路の各コイル部分は、電流再分配後も全体的な均一性が十分に良好である状態を維持するようにし、かつ電流再分配時に全体的な勾配が過度に急速に変化しないようにするため、発生磁界内の一定且つ必要最小限の均一性をもたなければならない。本発明の磁石コイルシステムの特に好ましい一実施形態では、サンプル体積内の２つの部分コイルは、十分に均一な部分磁界を発生する。これにより、供給源によって引き起こされる部分コイル内の電流再分配にも関わらず、サンプル体積内で使用するのに十分に均一な磁界、具体的には、対応する部分磁界のＨ２磁界勾配が０．１ガウス／（ｃｍ２Ａ）より小さくなるものが発生する。
【００１８】
Ｈ２勾配は、円柱座標における球面調和関数での磁界プロファイルを展開したときの、２次の項および０次の項の係数であって磁石軸ｚに沿った部分の磁界プロファイルを表し、ｚ２に比例する。
【００１９】
磁石の磁界に対して、たとえばＮＭＲ、ＭＲＩ、ＥＰＲ、およびＦＴＭＳに使用するのに必要な均一化を行わなければならない場合は、まず、磁石のＨ２勾配を最小にしなければならない。これは、たとえば、正と負のＨ２勾配を有する部分コイルを組み合わせることによって達成される。電流が、部分コイルの設計に用いられた値からずれると、システムが実用にならなくなるほど、全体的な均一性を損ない得る。
【００２０】
部分コイルの対応する部分磁界のＨ２勾配が、上述のように０．１ガウス／（ｃｍ２Ａ）より小さい場合は、室温シムを用いて、全体的なシステムのＨ２勾配を補正することができる。通常の電流差の１０Ａを仮定すると、Ｈ２勾配はせいぜい１ガウス／ｃｍ２となり、これは通常の室温シムシステムでのＺ２シムの可能な最大電流の約半分に対応する。部分コイルのＨ２勾配は、たとえば巻線パケットにおけるノッチ構造を用いることによって低減することができる。この目的のために、巻線パケットの中心の１つの領域内の電流密度を、この領域内に輸送電流のより小さい巻線を設けるか、または何も設置しないことによって低減することができる。
【００２１】
部分コイルの１つ以上が、他の部分コイルから主として誘導的に減結合されるのが好ましい。他の部分コイル中の電流に過度の影響を与えずに、部分コイルをそれに応じた電流で次々に充電することができるので、外部電流源を用いて負荷状態にすることが容易になる。一方、減結合されていない１つの部分コイルがクエンチを起こした場合は、他の部分コイル中に危険な大電流が誘導的に蓄積し、さらにはそれによりこれらの部分コイルが破壊され得る。
【００２２】
いくつかの部分コイルからなる磁石コイルシステムのインダクタンスは、対称インダクタンスマトリックスＬｉｊによって表すことができる。そのマトリックスの対角要素は部分コイルの自己インダクタンスに対応し、非対角要素は２つの部分コイルの間の結合を表す。対応する非対角要素が、対応する対角要素の少なくとも１／５より小さい場合、すなわちｉ≠ｋであるすべてのｉに対して、Ｌｋｋ≧５×Ｌｋｉを満たす場合は、２つの部分コイルの間の結合は小さい。その場合、部分コイルは、「誘導的に減結合されている」と言われる。
【００２３】
本発明の磁石コイルシステムの１つの特定の実施形態では、部分コイルの１つ以上が直列に接続された小区分に分割される。
【００２４】
この実施形態の他の１つの有利な発展形態では、小区分は、少なくとも部分的に、異なる複数の区域に配置される。部分コイルの小区分を異なる区域へ分散させることにより、部分コイルのＨ２勾配の低減に用いることができる。コイルのその部分におけるＨ２勾配が互いに部分的に補償されるように小区分を配置できるからである。
【００２５】
特に好ましい一実施形態では、小区分の少なくとも一部は反対方向に分極されており、漂遊磁界の能動的な遮蔽として働く。
【００２６】
本発明はまた、少なくとも１つの極低温室を有するクライオスタット内に配置された、本発明に係る磁石コイルシステムを備える磁石構成であって、複数の部分コイルのための１つの共通電源を接続することができ、共通電源は、部分コイルを、２つの共通の供給ラインを通じて次々に異なる電流を供給する、磁石構成に関する。
【００２７】
この磁石構成の好ましい一実施形態では、磁束ポンプは、磁石コイルシステムと同じ極低温室内に配置される。
【００２８】
本発明はまた、本発明に係る磁石コイルシステムを動作させる方法であって、電気回路は、部分コイルを負荷状態にするために外部充電装置に接続され、磁束ポンプを含む複数の電気回路の動作電流は、外部充電装置を取り除いて磁束ポンプをスイッチオンした後に定常状態が得られるまでに、これらの電気回路の２つの動作電流の変化がせいぜい１０％となるように、選択される方法を含む。
【００２９】
本発明のその他の利点は、説明および図面から得ることができる。上述および以下で述べる特徴は、個々にあるいは任意の組合せで集合的に用いることができる。図示および説明される実施形態は、網羅的な列挙であると理解されるべきではなく、本発明を説明するための例示的な性質のものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、極低温室１内に配置された、本発明に係る磁石コイルシステム２を示す。磁石コイルシステム２は、直列に接続された３つの超伝導部分コイル３、４、５を備える。各部分コイル３、４、５は、超伝導スイッチ６、７、８によって橋絡される。部分コイル３、４、５は、超伝導スイッチ６、７、８が閉路されると、独立した電気的ループ１１、１２、１３を形成する。磁石コイルシステム２は、少なくとも部分的に超伝導性を有するので、結果としてドリフトを生じる抵抗性成分を含み得る。これらの抵抗性成分は、たとえば超伝導性を有する部分コイルが、その臨界電流近くで動作する場合に生じ得る。しかし、磁石コイルシステム２内で用いられる接合部に欠陥があったり、または半田付けの結果抵抗性を有するようになっていたりすると、それによりドリフトを生じる可能性もある。
【００３１】
電源９は、磁石コイルシステム２を充電するために、１対の電流供給ライン１５、１６を通じて磁石コイルシステム２に接続される。それぞれ閉路されるスイッチによって橋絡される部分コイルの充電プロセスは、超伝導スイッチ６、７、８の１つ以上を閉路することによって中断することができ、一方、スイッチが閉路されていない部分コイルの充電プロセスは続行することができる。このようにして、部分コイル３、４、５は、異なる動作電流に充電することができる。これは、図２に示す従来型の磁石コイルシステム２’でも可能である。
【００３２】
図２に示される従来型の磁石コイルシステム２’とは異なり、本発明に係る磁石コイルシステム２の部分コイル３、４、５は、部分コイル３、４の電気回路１１、１２が、共通部分１４を有するように橋絡される。部分コイル３、４、５は、ＨＴＳまたはＬＴＳコイルとすることができる。電気回路１１、１２が共通部分１４を有する、２つの部分コイル３、４の一方は、好ましくはＨＴＳ材料から製造され、他方の部分コイルはＬＴＳコイルである。
【００３３】
磁束ポンプ１０は、共通部分１４内に設けられ、部分コイル３と部分コイル４の両方へ供給する。このようにして、単一の磁束ポンプ１０が２つの部分コイルへ供給し、それによって磁石コイルシステム内の２つの部分コイルのドリフトを同時にかつ有効に補償し、部分コイルは異なる電流で動作させることができる。図１は、磁束ポンプ１０の特定の構成を示す。他の実施形態の磁束ポンプを用いることもできる。
【００３４】
したがって、本発明に係る磁石コイルシステムはさらに、使用されるＨＴＳ−ＬＴＳ、ＬＴＳ−ＬＴＳ、またはＨＴＳ−ＨＴＳの間の接合部が不完全でも、過度のドリフトによって磁石システムが使用に適さなくなる危険をなくすことができる。
【００３５】
全体的なシステムの磁界を安定化するために、供給源の電圧だけが制御される。通常の磁束ポンプに対しては、この電圧は非常に小さく、０〜０．１ｍＶの範囲内である。通常、部分コイル３、４の一方のインダクタンスは、他方の部分コイルよりずっと小さく、これは、たとえばＨＴＳを用いた部分コイルは、磁石コイルシステム２の最も内側の部分に対してのみ用いられ、したがってインダクタンスが小さいからである。このような大きなインダクタンスと小さなインダクタンスを有するシステムが、共通の電圧で制御される場合は、所望の磁界を維持するために、常にまずインダクタンスの小さい部分コイルが反応し、平衡状態に達するまで、大きな時定数での電流再分配が続く。インダクタンスの小さいコイルは、システムが磁石全体にわたる磁束ポンプの動作に比べて速く反応するので、有利である。これにより、磁界の制御が改善される。
【００３６】
部分コイル３、４が充電されるとき、部分コイル３、４の電流は、部分コイル３、４を含む２つの電気回路１１、１２が、一定の電流を維持するために同じ電圧を必要とするように、調整される。実際には、システムは自己調節機構を有しており、両方の部分コイルの電圧損失が同じになるように、独立した電気回路の電流は基本的にそれら自体で調整する。電流再分配は、数カ月または数年の時間スケールで生じるので、充電時に、必要な電流の１回の最初の粗調整が必要となり、それについて以下に述べる。
【００３７】
物理的な超伝導体は、残留抵抗を有し、これは臨界電流Ｉｃに近づくほど増加する。導体の１メートルの長さ当たりの電圧降下は、以下の式によって近似することができる。
【００３８】
【数１】
2008235870.tif 000003
【００３９】
ただし、臨界電流Ｉｃは、電流がＩ＝Ｉｃのとき、電圧が導体の１メートルの長さ当たり１０μＶ低下するものとして定義される。Ｌは、導体の長さであり、指数ｎは、ｎ係数と呼ばれ、通常の超伝導体材料に対しては、２０から４０の程度の値を有する。臨界電流Ｉｃとｎ係数は、磁界強度の関数であり、この磁界強度はコイルの位置に依存するので、導体長さにわたる積分が必要である。したがってコイルの総電圧降下は、次のようになる。
【００４０】
【数２】
2008235870.tif 000004
【００４１】
２つの部分コイルを用いて、ある所望の磁界Ｂｔｏｔを得るものとし、両方の部分コイルの電圧降下が同じであるものとすると、以下の２つの式が満たされなければならない。
【００４２】
【数３】
2008235870.tif 000005
および
【００４３】
【数４】
2008235870.tif 000006
【００４４】
ただし、Ａ１およびＡ２は、それぞれの部分コイルの１アンペアの電流当たりのサンプル体積内に発生される磁界強度である。次いで、部分コイルの必要な動作電流Ｉ１およびＩ２は、上記２つの式から数値的に求めることができる。明らかに、超伝導体の材料特性は正確には分からないので、これによって電流を正確に求めることはできない。
【００４５】
単独では各部分コイルの均一性、特にＨ２勾配は、磁石コイルシステム全体より悪いので、上式の理想値からの電流のずれは、結果として均一性のずれを生じる。システムは、このずれが許容されるかまたはＮＭＲ分析計で通常用いられる室温シムシステムによって補正されるような、大きさとしなければならない。これらの基準の１つが満たされると、サンプル体積内の磁界は、十分に均一であると見なされる。理想電流分配からのずれによってＨ２勾配が変化し得るのは、上述の基準が満たされる範囲であって、せいぜい１ガウス／ｃｍ２である。部分コイルは、部分コイルの磁界勾配が０．１ガウス／（ｃｍ２Ａ）より小さくなるように、適切に設計される。この場合、充電後の１０Ａの電流のずれは許容することができる。なぜならば、それによって生ずるＨ２勾配は、通常の室温シムシステムの最大電流の約半分で補償することができるからであり、それにより実質上、十分に正確な初期充電状態に容易にかつ高い信頼度で到達させることができる。これに対する１つの条件は、超伝導体の材料パラメータが比較的良く分かっていることであるが、これは現代の測定方法を用いれば問題ない。
【００４６】
本発明の構成における挙動は、１つの例示的モデルによって説明される。Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｓｉｍｐｌｏｒｅｒ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ７．０を用いて、シミュレーションが行われた。モデルシステムは、異なる動作電流を有する２つの部分コイル３および４と、共通の磁束ポンプ１０からなる。部分コイル３はＨＴＳから製造され、一方、部分コイル４は従来型の超伝導体（ＬＴＳ）で巻かれる。これらの部分コイルに対し、以下のパラメータが用いられた。
【００４７】
【表１】
2008235870.tif 000007
【００４８】
シミュレーションを単純にするために、電流と電圧の関係の積分形を用いた。これは当然近似に過ぎないが、コイルの動作を定性的に表す。
【００４９】
【数５】
2008235870.tif 000008
【００５０】
２つのコイルは互いに減結合され、磁束ポンプは１１μＶの一定の維持電圧を発生すると仮定する。パラメータは、システムが定常のままとなるように、すなわち有限のｎ値による電圧損失が、磁束ポンプによって発生される電圧により、両方の部分コイルに対して補償されるように選択した。結果としての全体的な磁界は、７００．１８６ＭＨｚのＮＭＲプロトン周波数に対応する。
【００５１】
ここで、ＨＴＳコイルの超伝導体の臨界電流Ｉｃが、計算で用いた値より１０Ａ大きく、すなわち、Ｉｃ＝１８０Ａであると仮定する。次いで、ＨＴＳコイルは１３日内に１２６．５５Ａまで充電され、結果として磁界は７０６．２２５ＭＨｚに増加する。したがって、ＬＴＳコイルが定常のままとなり、所望の磁界は維持されるように、維持電圧は４μＶに減らさなければならない。これに続いて、２つの部分コイルの間の平衡化プロセスが続く。このプロセスはは非常にゆっくりであり、数年かかり得る。ＬＴＳコイルは非常にゆっくりと放電され、新しい定常状態に到達するまで、維持電圧は、再び８．５μＶまで連続的に増加されなければならない。次いで電流は、新たに配分され、ＨＴＳに対する新しい値は１２５．０Ａ、ＬＴＳに対する新しい値は２４２．９７Ａとなる。ＨＴＳコイルは予想より良好な導体となるので、約５．２Ａの追加の電流を輸送しなければならない。この場合、ＬＴＳコイルの負荷は２Ａだけ減少される。
【００５２】
この例は、設計に用いた値からの材料パラメータのずれが、部分コイルの間の電流再分配を引き起こすことを示す。これらの電流再分配は、非常に緩慢であり、システムのユーザには気付かれないままとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るドリフト補償を行う磁石コイルシステムの回路図である。
【図２】従来技術に係るドリフト補償を行わない磁石コイルシステムの回路図である。
【符号の説明】
【００５４】
１、１’  極低温室
２、２’  磁石コイルシステム
３、３’  部分コイル
４、４’  部分コイル
６、６’  超伝導スイッチ
７、７’  超伝導スイッチ
８、８’  超伝導スイッチ
９、９’  電源
１０  磁束ポンプ
１１、１１’  電気回路
１２、１２’  電気回路
１３、１３’  電気回路
１４  電気回路１１と１２の共通部分
【図１】
2008235870.tif 000009
【図２】
2008235870.tif 000010
【外国語明細書】
2008235870000001.pdf
2008235870000002.pdf
2008235870000003.pdf
2008235870000004.pdf