(57)【要約】【課題】温度的に安定な温度において、超電導体の臨界電流を測定し、測定した以外の温度における臨界電流値を推測することができ、さらに、長尺の高温超電導線の全長にわたる臨界電流特性を、簡易に評価することができる臨界電流の臨界電流測定装置、臨界電流測定方法および臨界電流評価方法を提供することを目的とする。【解決手段】保温容器２の内部には、３重点にある冷媒３ａ、３ｂが充填されている。接続部８に両端が支持された高温超電導線５は、冷媒３ａ内に配置されている。温度計測素子４により冷媒３ａの温度をモニターしながら、電源部の電流計によって臨界電流が測定される。このように、温度的に安定な冷媒３ａ、３ｂの３重点において、高温超電導線５の臨界電流が測定されるので、高温超電導線５の安定した温度分布を得ることができ、超電導体の臨界電流を高精度で測定することができる。【選択図】      図１
2004150809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相、気相および固相を共存させた状態で冷媒を収納する容器と、
前記容器の内部に保持された超電導体を前記容器の外部と電気的に接続するための接続部と
を具備することを特徴とする臨界電流測定装置。
【請求項２】
前記臨界電流測定装置が、
冷媒を攪拌または循環させる手段および前記容器内の冷媒の各相をほぼ等温度に保持する伝熱部材のいずれかの温度均一化手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の臨界電流測定装置。
【請求項３】
液相の前記冷媒を冷却する冷却手段をさらに具備したことを特徴とする請求項２記載の臨界電流測定装置。
【請求項４】
前記冷却手段が、
前記容器内の冷媒からの熱を前記容器の外部に放出する熱交換器および前記容器の内部を減圧する減圧機の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項３記載の臨界電流測定装置。
【請求項５】
前記臨界電流測定装置が、
前記超電導体に磁場を印加する磁場発生部をさらに具備したとこと特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の臨界電流測定装置。
【請求項６】
容器の内部に超電導体を保持する保持ステップと、
前記容器に液相の冷媒を供給する供給ステップと、
前記供給ステップで前記容器に供給された前記冷媒を液相、気相および固相が共存する状態に冷却する冷却ステップと、
前記冷却ステップで冷却された前記冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の臨界電流を測定する測定ステップと
を具備することを特徴とする臨界電流測定方法。
【請求項７】
前記臨界電流測定方法が、
前記供給ステップの後に、前記冷媒を攪拌または循環させるステップ、および、前記容器内の冷媒の各相との間において熱移動を行わせるステップのいずれかの前記冷媒の温度を均一化する温度均一化ステップをさらに具備したことを特徴とする請求項６記載の臨界電流測定方法。
【請求項８】
前記測定ステップが、
測定対象の前記超電導体に磁場を印加するステップを有すること特徴とする請求項６または７記載の臨界電流測定方法。
【請求項９】
超電導体が超電導となる第１の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第１の臨界電流を測定する第１の測定ステップと、
前記冷媒を前記第１の温度よりも低い温度に冷却する冷却ステップと、
前記冷却ステップで、前記第１の温度よりも低い第２の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第２の温度臨界電流を測定する第２の測定ステップと、
前記第１、第２の測定ステップで測定された前記第１、第２の臨界電流および前記第１、第２の温度に基づいて、前記第１、第２の温度のいずれとも異なる温度における臨界電流値を推定する推定ステップと
を具備することを特徴とする臨界電流評価方法。
【請求項１０】
超電導体が超電導となる第１の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第１の臨界電流を測定する第１の測定ステップと、
前記冷媒を前記第１の温度よりも低い温度に冷却する冷却ステップと、
前記冷却ステップで、前記第１の温度よりも低い第２の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第２の温度臨界電流を測定する第２の測定ステップと、
前記第１、第２の測定ステップで測定された前記第１、第２の臨界電流および前記第１、第２の温度に基づいて、超電導体の劣化の程度を判定する判定ステップと
を具備することを特徴とする臨界電流評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気エネルギを貯える超電導電力貯蔵装置、また多目的用途の超電導磁石装置に用いられる高温超電導線の臨界電流測定装置、臨界電流測定方法および臨界電流評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高温超電導線の臨界電流の測定は、例えば、高温超電導線として量産規模にあるビスマス系超電導体Ｂｉ２２２３（Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの組成比が２：２：２：３）テープ線材においては、液体窒素を用いて行われ、線材メーカによっては、線材の全長にわたって連続して臨界電流を測定している。
【０００３】
一方、ビスマス系超電導体Ｂｉ２２１２（Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの組成比が２：２：１：２）線材は、Ｂｉ２２２３線材とは異なり、７７Ｋでの臨界電流値が小さくなるために、７７Ｋで臨界電流を測定して、その結果から極低温における臨界電流を評価しても精度が悪く、７７Ｋにおいて臨界電流を評価することは不向きであった。
【０００４】
このため、Ｂｉ２２１２線材においては、液体ヘリウムを利用した臨界電流測定が行われていた。また、液体ヘリウムは液体窒素に比べてコストが格段に高く、必要な装置規模も大きくなるため、線材の全長にわたって連続して臨界電流を測定することはせずに、従来の低温超電導線材と同様に、線材の端部より短尺を切り出して、端部の性能評価を実施するのが一般的であった。
【０００５】
最近になって液体窒素を、飽和状態にない液相の状態であるサブクール状態にすることで、Ｂｉ２２１２超電導体の臨界電流を測定した研究例も報告されているが、超電導体の評価方法として未だ確立できていない（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００６】
【非特許文献１】
Ａ．Ｋ．Ｇｈｏｓｈ，  ｅｔ  ａｌ．，Ｂａｔｃｈ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｏｆ  ＢＳＣＣＯ２２１２  Ｃａｂｌｅ  ｉｎ  Ｓｕｂｃｏｏｌｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ，「ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ａｐｐｌ．  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔ」，  Ｔｈｅ  １７ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｕ．Ｓ．Ａ．，  Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｍａｒｃｈ  ２００２，ｖｏｌ１２，  Ｎｏ．１，  ｐ．１１２８−１１３１．
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、Ｂｉ２２１２線材によるｋＡ級の超電導体が開発されている。Ｂｉ２２１２導体の極低温での高臨界電流密度特性に期待したものであるが、開発途上の超電導体のため、ある程度の長尺（〜数十メートル程度以上）になると、超電導体の長手方向に沿った超電導特性に大きな分布が生じるという問題があった。
【０００８】
従って品質管理およびリスク回避の観点から、コイル巻線する事前に、超電導体を長尺の状態で臨界電流値（Ｉｃ）の評価することが望まれていた。
【０００９】
しかし、液体ヘリウム温度での通電による超電導体の長尺の状態による評価は、試験コストが高いことに加えて、電磁力に対する支持が必要になるなど、試験上の技術的な難点が多いという問題があった。特に、超電導体量が多い場合には、コスト面と技術面の両方の理由から、超電導体の長尺の状態による評価が現実的ではない場合もあった。
【００１０】
また、サブクール状態の液体窒素を利用した臨界電流の測定例もあるが、未だ研究段階のため、測定方法が確立されていなかった。
【００１１】
また、Ｂｉ２２１２線材の臨界電流は、超電導体の劣化状態によって異なる温度依存性を示すことが最近明らかになり、劣化していない導体の臨界電流と測定温度の関係を示した温度スケーリングにより、臨界電流密度を評価すると、劣化があった際には、大きく誤差が生じる場合のあることがわかった。
【００１２】
さらに、超電導体において、冷媒を任意温度に冷却した温度、例えば、７０Ｋや６０Ｋなどの温度における臨界電流の測定は、温度の安定性に欠けることなどから高い精度で行うことが難しいなどの問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、比較的に温度的に安定な温度において、超電導体の臨界電流を測定し、その測定結果から、測定した以外の温度における臨界電流値を推測することができ、さらに、長尺のＢｉ２２１２線材等の高温超電導線の全長にわたる臨界電流特性を、簡易に評価することができる臨界電流の臨界電流測定装置、臨界電流測定方法および臨界電流評価方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の臨界電流測定装置は、液相、気相、固相を共存させた状態で冷媒を収納する容器と、前記容器の内部に保持された超電導体を前記容器の外部と電気的に接続するための接続部とを具備することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、液相、気相および固相が共存した状態の温度的に安定な冷媒を用いているので、冷媒は容器内で均一な温度分布を得ることができる。この均一な温度分布によって、測定対象である超電導体は安定かつ均一に冷却され、均一な温度分布を得ることができ、超電導体の臨界電流の測定を高い精度で行うことができる。
【００１６】
また、この発明において、冷媒を攪拌または循環させる手段、または、容器内の冷媒の各相をほぼ等温度に保持する伝熱部材の温度均一化手段を具備して、冷媒の温度分布の均一化を図ることもできる。これによって、超電導体に温度分布が生じることによる臨界電流の測定誤差を抑制することができる。
【００１７】
本発明の臨界電流測定方法は、容器の内部に超電導体を保持する保持ステップと、前記容器に液相の冷媒を供給する供給ステップと、前記供給ステップで前記容器に供給された前記冷媒を液相、気相および固相が共存する状態に冷却する冷却ステップと、前記冷却ステップで冷却された前記冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の臨界電流を測定する測定ステップとを具備することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、液相、気相および固相が共存した状態の温度的に安定な冷媒を用いているので、冷媒は容器内で均一な温度分布を得ることができる。この均一な温度分布によって、測定対象である超電導体は安定かつ均一に冷却され、均一な温度分布を得ることができ、超電導体の臨界電流の測定を高い精度で行うことができる。
【００１９】
また、この発明において、冷媒を攪拌または循環させるステップ、および、容器内の冷媒の各相との間において熱移動を行わせるステップのいずれかの温度均一化ステップを具備して、冷媒の温度分布の均一化を図ることもできる。これによって、超電導体に温度分布が生じることによる臨界電流の測定誤差を抑制することができる。
【００２０】
本発明の臨界電流評価方法は、超電導体が超電導となる第１の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第１の臨界電流を測定する第１の測定ステップと、前記冷媒を前記第１の温度よりも低い温度に冷却する冷却ステップと、前記冷却ステップで、前記第１の温度よりも低い第２の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第２の温度臨界電流を測定する第２の測定ステップと、前記第１、第２の測定ステップで測定された前記第１、第２の臨界電流および前記第１、第２の温度に基づいて、前記第１、第２の温度のいずれとも異なる温度における臨界電流値を推定する推定ステップとを具備することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、超電導体が超電導となる少なくとも２条件の測定温度と、それぞれの温度において測定された臨界電流の測定結果に基づいて得られた臨界電流と測定温度の関係から、測定温度条件のいずれの測定温度とは異なる温度における臨界電流を高精度で評価することができる。
【００２２】
また、本発明の臨界電流評価方法は、超電導体が超電導となる第１の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第１の臨界電流を測定する第１の測定ステップと、前記冷媒を前記第１の温度よりも低い温度に冷却する冷却ステップと、前記冷却ステップで、前記第１の温度よりも低い第２の温度の冷媒で、前記超電導体を冷却しながら前記超電導体の第２の温度臨界電流を測定する第２の測定ステップと、前記第１、第２の測定ステップで測定された前記第１、第２の臨界電流および前記第１、第２の温度に基づいて、超電導体の劣化の程度を判定する判定ステップとを具備することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、劣化していない超電導体、劣化している超電導体のそれぞれについての超電導体が超電導となる少なくとも２条件の測定温度と、それぞれの温度において測定された臨界電流の測定結果に基づいて得られた臨界電流と測定温度の関係から、例えば、それらとは異なる超電導体の劣化状態などを判定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の臨界電流測定装置１の概要を図１を参照して説明する。
【００２５】
第１の実施の形態の臨界電流測定装置１は、保温容器２、冷媒３ａ、３ｂ、温度計測素子４、高温超電導線５、電源部６、電圧計７、接続部８、真空排気装置９から主に構成されている。
【００２６】
保温容器２は、保温容器２の内部と外部における熱移動を最小限に抑える容器であり、その壁部は断熱材などで構成されている。また、保温容器２の内壁と外壁の間を真空にして、断熱効果を得ることもできる。
【００２７】
冷媒３ａ、３ｂには、窒素を用いている。ここでは、窒素は、液相、気相、固相の３相を共存する３重点（温度６３．１４８Ｋ、圧力１２．５２ｋＰａ）を含む、それに近い状態で利用され、冷媒３ａが液相および固相の混合体、冷媒３ｂが気相である。なお、冷媒３ａ、３ｂの温度を３重点を設定点としているのは、例えば、保温容器２の内部の温度が若干上昇しても、冷媒３ａの液相が気相に、固相が液相に変化する潜熱として用いられ、冷媒３ａ、３ｂの温度上昇にはならないので、温度的に安定であり、保温容器２の内部に均一な温度空間を構成しやすいためである。また、冷媒３ａ、３ｂは、保温容器２の内部に空気を含まないように充填されるのが好ましいが、空気成分を多少含んでも温度的な安定性は保たれる。
【００２８】
温度計測素子４は、冷媒３ａ、３ｂの温度を測定するもので、例えば、熱電対などが用いられる。この温度計測素子４は、保温容器２内を空間的に移動できるように配設されている。これによって保温容器２内の各位置における冷媒３ａ、３ｂの温度を測定することができ、この測定結果に基づいて保温容器２内の冷媒３ａ、３ｂの温度分布などを把握することができる。また、温度計測素子４は、保温容器２内に空間的に複数個配設されてもよい。この場合、温度計測素子４を保温容器２内を移動せずに、保温容器２内の空間的な温度分布を測定することができる。
【００２９】
高温超電導線５は、超電導として動作する限界の温度、つまり臨界温度が冷媒３ａ（窒素）の温度以上である材料であり、例えば、高温超電導線５としてＢｉ２２１２線（Ｂｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕの組成比が２：２：１：２）などが用いられる。
【００３０】
電源部６は、電源と電流計を有しており、この電流計で臨界電流を測定する。また、高温超電導線５の両端の電圧を測定するための電圧計７が設けられている。
【００３１】
接続部８は、高温超電導線５の両端を支持し、高温超電導線５を冷媒３ａ中に保持する導電線である。また、接続部８は、電源部６からの電圧を高温超電導線５の両端に供給する。
【００３２】
真空排気装置９は、保温容器２内の圧力を減圧するもので、真空ポンプなどが用いられる。この真空排気装置９によって、定容状態の下、保温容器２内の気相の冷媒を保温容器２の外部に排出され、保温容器２内が減圧されると、冷媒３ａの液相が気相に相変化する。その際、気化熱として熱が奪われ、冷媒３ａの温度が低下する。また、図２に示すように、真空排気装置９の代わりに、例えば、熱交換器としての機能を有する冷凍機２０を設け、冷媒３ａ、３ｂを冷却することもできる。また、真空排気装置９や冷凍機２０の双方を設けることもできる。
【００３３】
また、図１に示すように、ヒータ機能を有する温度制御機構１０を保温容器２内を移動可能に設けてもよい。温度計測素子４における保温容器２内の冷媒３ａ、３ｂの温度測定によって判定された局所的に低温になっている冷媒３ａ、３ｂの部分に、温度制御機構１０を移動し、この温度制御機構１０のヒータからの熱によって、その部分の温度を上昇させることができる。これによって、保温容器２内の冷媒３ａ、３ｂの温度分布を均一にすることができる。
【００３４】
また、図３に示すように、例えば、保温容器２内の底部に冷媒３ａを強制的に対流させる強制対流部２１を設けることもできる。この強制対流部２１は、攪拌機、循環ポンプなどで構成され、強制対流部２１を作動させることで、冷媒３ａが対流し、冷媒３ａの温度分布を均一にすることができる。
【００３５】
さらに、図４に示すように、保温容器２内の冷媒３ａ、３ｂのすべての相に接触するように伝熱部材２２を設けてもよい。この伝熱部材２２は、熱伝導率の大きい材料であれば使用することができ、例えば、銅、アルミニウムなどで構成される。冷媒３ａ、３ｂのすべての相に接触するように伝熱部材２２を設けることによって、各相間の熱移動を促進することができるので、保温容器２内の冷媒３ａ、３ｂの温度分布を均一にすることができる。
【００３６】
例えば、真空排気装置９などを用いて、保温容器２内の冷媒３ａ、３ｂの温度を低下させる場合、冷媒３ａの表面では液相の冷媒が気化することによる温度の低下を生じ、冷媒３ａの表面とそれ以外の部分に温度分布を生じることがある。しかし、これらの強制対流部２１や伝熱部材２２を設けることで、冷媒３ａにおける温度分布を均一にすることができる。
【００３７】
このように、温度制御機構１０、強制対流部２１、伝熱部材２２などを設け、保温容器２内の冷媒３ａ、３ｂの温度分布を均一にすることで、高温超電導線５を流れる臨界電流を高精度で評価することができる。なお、冷媒３ａ、３ｂの温度分布の均一が保温容器２そのものの構成などによって図れるときは、温度制御機構１０、強制対流部２１、伝熱部材２２などは設けなくてもよい。
【００３８】
（第１の臨界電流の測定）
図１を参照して、第１の臨界電流の測定方法について説明する。
上記した３重点を含む、それに近い状態は、大気圧の冷媒（液体窒素、温度が約７７Ｋ）を保温容器２に供給し、真空排気装置９によって保温容器２内の圧力を減圧することでつくられる。なお、ここでは、冷媒３ａ、３ｂの冷却手段に真空排気装置９を利用しているが、冷凍機２０、または真空排気装置９と冷凍機２０双方を利用してもよい。また、冷媒温度を低下させる際、前述したように冷媒３ａに温度分布を生じるため、温度制御機構１０、強制対流部２１、伝熱部材２２などを用いて、冷媒３ａの温度分布の均一化を図ってもよい。
【００３９】
なお、第１の実施の形態の臨界電流測定装置１における測定条件では、実験的に、冷媒の温度は３重点に対して±０．５℃以内の範囲であった。また、それに伴って圧力も変動するが、以下では、３重点と３重点から±０．５℃以内の範囲および圧力変動の範囲を含めて３重点と称する。
【００４０】
保温容器２の内部には、３重点にある冷媒３ａ、３ｂが充填されている。接続部８に両端が支持された高温超電導線５は、冷媒３ａ内に配置されている。温度計測素子４により冷媒３ａの温度をモニターしながら、電源部６の電流計によって臨界電流が測定される。また、電圧計７では、高温超電導線５の両端の電圧を測定している。超電導状態では、電圧計７における電圧値は、ほぼ０である。電源から高温超電導線５に供給する電流値を０から徐々に増加させ、電圧計７における電圧値を高温超電導線５の長さで割った値が、例えば、１μＶ／ｃｍの値（基準値）を示したときの、電流計における電流値を臨界電流値としている。また、ここでは、臨界電流値とするときの、電圧値を高温超電導線５の長さで割って求められる単位長さ当たりの電圧（基準値）を１μＶ／ｃｍとしたが、その基準値は、０．１μＶ／ｃｍとされることもある。
【００４１】
このように、第１の実施の形態の臨界電流測定装置１による第１の臨界電流の測定では、温度的に安定な冷媒３ａ、３ｂが液相、気相、固相が共存した状態の３重点を用いているので、冷媒は保温容器内で均一な温度分布を得ることができる。この均一な温度分布によって、測定対象である超電導体は安定かつ均一に冷却され、均一な温度分布を得ることができ、超電導体の臨界電流の測定を高い精度で行うことができる。
【００４２】
（第２の臨界電流の測定）
図５を参照して、第２の臨界電流の測定方法について説明する。
第２の臨界電流の測定は、冷媒の状態（温度、圧力）の異なる２条件で臨界電流を測定している。冷媒３ａ、３ｂの状態の第１の条件は、冷媒温度が７７Ｋ、圧力が大気圧であり、冷媒３ａ、３ｂの状態の第２の条件は、窒素の３重点である。
【００４３】
この測定は、冷媒温度が７７Ｋ、圧力が大気圧の状態で高温超電導線５の臨界電流を測定し、その後、真空排気装置９によって保温容器２内の圧力を減圧し、冷媒３ａ、３ｂの状態を３重点にして、再度、高温超電導線５の臨界電流を測定している。なお、ここでは、冷媒３ａ、３ｂの冷却手段に真空排気装置９を利用しているが、冷凍機２０、または真空排気装置９と冷凍機２０双方を利用してもよい。また、冷媒温度を低下させる際、前述したように冷媒３ａに温度分布を生じるため、温度制御機構１０、強制対流部２１、伝熱部材２２などを用いて、冷媒３ａの温度分布を均一にする。
【００４４】
それそれの測定結果である温度（Ｋ）と臨界電流（Ａ）との関係をプロットし、それぞれのプロットした点を仮想線で結ぶと、図６のように示される。図６に示された第１の条件および第２の条件の測定結果に基づいて、測定温度以外の測定温度における臨界電流を推測することができる。例えば、４Ｋなどの極低温における臨界電流を推測することができる。
【００４５】
このように、第１の実施の形態の臨界電流測定装置１による第２の臨界電流の測定では、２条件の測定温度と、それぞれの温度において測定された臨界電流の測定結果に基づいて、２条件の測定温度のいずれの測定温度とは異なる温度における臨界電流を高精度で評価することができる。
【００４６】
ここでは、第１の条件および第２の条件の２条件について、臨界電流の測定を行うことで、臨界電流の温度依存性を評価したが、温度条件はこれらの温度に限るものではなく、高温超電導線５が超電導として動作する温度範囲（例えば、高温超電導線５がＢｉ２２１２線材ならば約８５Ｋ以下）ならば設定できる。また、測定条件も２条件に限らず、さらに多くの測定条件を設定してもよい。これによって、臨界電流の温度依存性をさらに高精度で評価することができる。
【００４７】
（第３の臨界電流の測定）
図７を参照して、第３の臨界電流の測定方法について説明する。
第３の臨界電流の測定では、劣化していない高温超電導線５ａ（図７の（ａ））、意図的に機械的な劣化を与えた高温超電導線５ｂ（図７の（ｂ））および焼成不良の高温超電導線５ｃ（図７の（ｃ））のそれぞれについて、第２の臨界電流の測定と同じ条件で臨界電流の測定を行った。それらの測定の結果から、例えば、図８に示すような温度（Ｋ）と臨界電流（Ａ）の関係を得ることができる。
【００４８】
次に、図７の（ｄ）に示すように、長尺の高温超電導線５ｄについても、上記した３種類の短尺の高温超電導線５ａ、５ｂ、５ｃと同様に、第２の臨界電流の測定と同じ条件で臨界電流の測定を行った。この長尺の高温超電導線５ｄの臨界電流の測定結果に基づく温度（Ｋ）と臨界電流（Ａ）の関係を、各高温超電導線５ａ、５ｂ、５ｃについての温度（Ｋ）と臨界電流（Ａ）の関係と比べることで、長尺の高温超電導線５ｄの劣化や焼成不良の状態を推測することができる。
【００４９】
つまり、例えば、長尺の高温超電導線５ｄの温度と臨界電流の関係が、劣化していない高温超電導線５ａのそれと同じであれば、長尺の高温超電導線５ｄは劣化なしと判断され、意図的に機械的な劣化を与えた高温超電導線５ｂのそれと同じであれば、長尺の高温超電導線５ｄは劣化ありと判断される。また、長尺の高温超電導線５ｄの温度と臨界電流の関係が、焼成不良の高温超電導線５ｃのそれと同じであれば、長尺の高温超電導線５ｄは焼成不良と判断される。
【００５０】
このように、第１の実施の形態の臨界電流測定装置１による第３の臨界電流の測定では、長尺の高温超電導線５ｄの臨界電流の測定前に行った、劣化していない高温超電導線５ａ、意図的に機械的な劣化を与えた高温超電導線５ｂおよび焼成不良の高温超電導線５ｃのそれぞれについての臨界電流の温度依存性の評価に基づいて、長尺の高温超電導線５ｄの劣化状態などを判定することができる。また、それぞれの高温超電導線５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄにおいては、２条件の測定温度のいずれの測定温度とは異なる温度における臨界電流を高精度で評価することができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の臨界電流測定装置３０の概要を図９を参照して説明する。なお、第１の実施の形態の臨界電流測定装置１の構成と同一部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５２】
第２の実施の形態の臨界電流測定装置３０は、保温容器２、冷媒３ａ、３ｂ、温度計測素子４、高温超電導線５、電源部６、電圧計７、接続部８、真空排気装置９、マグネット３１から主に構成されている。
【００５３】
マグネット３１は、高温超電導線５と冷媒３ａ、３ｂを備えた保温容器２に磁場を印加するものである。図９では、マグネット３１は、保温容器２の外部に設けられているが、保温容器２の内部に、高温超電導線５を挟むように設けてもよい。
【００５４】
マグネット３１が設けられた第２の実施の形態の臨界電流測定装置３０において、上記した第１の実施の形態の臨界電流測定装置１において行った第１乃至３の臨界電流の測定を行うことができる。
【００５５】
第２の実施の形態の臨界電流測定装置３０では、高温超電導線５の劣化していない箇所と劣化している箇所では、臨界電流の磁場特性が異なることを利用して、磁場を印加して臨界電流を測定しているので、高温超電導線５の劣化の有無を見逃すことなく、臨界電流を高精度で評価することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の臨界電流測定装置、臨界電流測定方法および臨界電流評価方法によれば、比較的に温度的に安定な温度において、超電導体の臨界電流を測定し、その測定結果から、測定した以外の温度における臨界電流値を推測することができ、さらに、長尺のＢｉ２２１２線材等の高温超電導線の全長にわたる臨界電流特性を、簡易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の臨界電流測定装置の概要を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の臨界電流測定装置に冷凍機を備えた例の概要を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の臨界電流測定装置に強制対流部を備えた例の概要を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の臨界電流測定装置に伝熱部材を備えた例の概要を示す図。
【図５】第２の臨界電流の測定方法の概要を示す図。
【図６】第２の臨界電流の測定方法における温度と臨界電流との関係の一例を示す図。
【図７】第３の臨界電流の測定方法の概要を示す図。
【図８】第３の臨界電流の測定方法における温度と臨界電流との関係の一例を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態の臨界電流測定装置の概要を示す図。
【符号の説明】
１…第１の実施の形態の臨界電流測定装置、２…保温容器、３ａ、３ｂ…冷媒、４…温度計測素子、５…高温超電導線、６…電源部、７…電圧計、８…接続部、９…真空排気装置、１０…温度制御機構
【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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