(57)【要約】【課題】超電導体を含む物体の超電導特性を簡単に評価する。【解決手段】臨界温度よりも高い高温（常温）状態で物体１内での超電導体の状況（超電導体の存在割合や欠陥率など）を検査し、この高温状態での検査結果に基いて物体１の超電導特性を評価する。高温状態での検査は、放射線（Ｘ線など）２０の透過、超音波伝播などの非破壊的方法、または切り出した試料を顕微鏡で観察することなどによって、物体１の断面画像８を作成し、この断面画像８に基いて物体１内での超電導体の状況を検査する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臨界温度よりも低い温度で超電導特性を示す超電導体を含む物体の超電導特性を評価する方法おいて、前記臨界温度よりも高い高温状態で物体内での前記超電導体の状況を検査し、この高温状態での検査結果に基いて前記物体の超電導特性を評価する超電導特性評価方法。
【請求項２】
前記高温状態での検査は、非破壊的に前記物体の断面画像を作成し、この断面画像に基いて前記物体内での前記超電導体の状況を検査するものであること、を特徴とする請求項１に記載の超電導特性評価方法。
【請求項３】
前記高温状態での検査は、放射線を前記物体に透過させるものであること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の超電導特性評価方法。
【請求項４】
前記高温状態での検査は、前記物体から試料を切り出し、この試料の断面を検査するものであること、を特徴とする請求項１に記載の超電導特性評価方法。
【請求項５】
前記高温状態での検査は、前記物体の断面内での超電導体の存在割合を検査するものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の超電導特性評価方法。
【請求項６】
前記高温状態での検査は、前記物体の断面内での欠陥の存在割合を検査するものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の超電導特性評価方法。
【請求項７】
前記高温状態での検査は、前記物体を伝播する粗密波の減衰状況の検査に基くものであること、を特徴とする請求項１に記載の超電導特性評価方法。
【請求項８】
前記超電導体は酸化物であること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の超電導特性評価方法。
【請求項９】
前記酸化物はビスマス系またはイットリウム系のいずれかであること、を特徴とする請求項８に記載の超電導特性評価方法。
【請求項１０】
前記超電導体は金属であること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の超電導特性評価方法。
【請求項１１】
前記物体は超電導マグネットを構成するものであること、を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の超電導特性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導体を含む物体の超電導特性を評価する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超電導現象の最大の特徴は、臨界温度で超電導体の電気抵抗がゼロになるため、通電しても熱が発生せず、そのため無損失で大電流を流すことができるということにある。近年、これまでの液体ヘリウム温度で超電導状態になる金属系超電導体に加え、液体ヘリウム温度より高い温度で超電導状態を示す酸化物超電導体の開発が進められてきている。
【０００３】
酸化物超電導体は、液体ヘリウム温度より高い温度で超電導状態になる特性を持つほか、金属系超電導体に比べ、強磁場中で非常に高い超電導特性を持つため、高磁場を必要とするマグネット装置や超電導電力貯蔵装置用、磁気浮上式鉄道用のマグネット装置への適用の期待が高まっている。
【０００４】
超電導体自体を非破壊的に常温で検査する方法が知られている（特許文献１、２等参照）。
【特許文献１】特開平２−６１５５１号公報
【特許文献２】特開平２−１９７０１８号公報
【特許文献３】特開２００５−２５７５９２号公報
【特許文献４】特開２００４−１５０８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、酸化物超電導体は、セラミックスであり、結晶粒界や結晶の配向性が超電導特性と密接な関係があり、圧延・焼結プロセスが超電導特性に大きく影響を及ぼす。
【０００６】
酸化物超電導体などの超電導特性は、焼結後、超電導となる温度（臨界温度）以下に冷却した状態で超電導体に通電して検査評価する必要があった（特許文献３、４等参照）。
【０００７】
このため、酸化物超電導体の超電導特性を評価するためには、評価する超電導体を収納する真空断熱容器や、通電に必要な大電流電源、液体ヘリウムあるいは液体窒素などの冷却媒体を準備しなければならない。そのため、超電導体の評価を行なうために、かなりの作業時間を要し、冷媒等のコストも掛かることになる。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、超電導体を含む物体の超電導特性を、より簡単に評価できる評価方法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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明では、臨界温度よりも低い温度で超電導特性を示す超電導体を含む物体の超電導特性を評価する方法おいて、前記臨界温度よりも高い高温状態で物体内での前記超電導体の状況を検査し、この高温状態での検査結果に基いて前記物体の超電導特性を評価する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、超電導体を含む物体の温度を臨界温度より下げることなしに、その物体の超電導特性を簡単に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る超電導特性評価方法の第１の実施形態を模式的に示す図であって、（ａ）はＸ線透過時の状況を示す斜視図であり、（ｂ）はこの方法によって得られる断面画像の例を示す図である。図１において、ビスマス系やイットリウム系からなる酸化物超電導体１に対して、Ｘ線源７などの放射線源からの放射線（Ｘ線）２０を照射し、ＣＴ装置などを用いて超電導体の断面画像８を撮影する。この作業は、高温状態で行なう。なお、ここで「高温」とは臨界温度よりも高い温度を意味し、たとえば常温でよい。得られた断面画像８から超電導断面内の欠陥９などの情報を分析する。なお、放射線としてはＸ線のほかにガンマ線なども利用できる。
【００１３】
本実施形態の超電導特性評価方法において、断面内の欠陥割合を分析し、超電導体の超電導特性と比較した一例を図２に示す。図２は、酸化物超電導体であるＢｉ２２１２ラザフォード導体（素線径０．８ｍｍ、３０本撚り線）の超電導特性の例を示す。図２の縦軸は超電導特性を表わす臨界電流値Ｉｃであり、横軸は欠陥率（欠陥割合）である。ここで、横軸の欠陥率（１）は欠陥が生じている素線が３０本中何本あるかで求めたものであり、欠陥率（２）は素線３０本からランダムに素線を数本選択し、素線断面における欠陥（空隙）断面積を求めて換算したものである。
【００１４】
図２に示すように、欠陥割合が増加することにより、超電導特性が低下する。この結果から、超電導特性と超電導体断面内の空隙などの欠陥割合に相関があることが分かる。したがって、非破壊検査手段によって得られた導体断面情報から、欠陥割合を求め、その割合などからその超電導体の持つ臨界電流値を推定し、その超電導体の超電導特性を評価することができる。
【００１５】
本実施形態の超電導特性評価方法は、超電導体を常温下で断面画像を撮影し、その断面情報から超電導体の超電導特性を評価することが可能になる。またＸ線ＣＴなどの非破壊検査方法を用いて断面画像を撮影することにより、長尺の超電導体の特性評価が可能になる。
【００１６】
［第２の実施形態］
図３は、本発明に係る超電導特性評価方法の第２の実施形態を示す模式図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ビスマス系やイットリウム系からなる酸化物超電導体１の一部を、高温（たとえば常温）で切り出し、その断面を金属顕微鏡あるいは電子顕微鏡により断面を観察する。観察した断面画像８の例を図３（ｃ）に示す。この断面画像８から、断面内での超電導体の占める割合や成分比、あるいは空隙やクラック等の欠陥９の情報を得て、その割合などからその超電導体の持つ臨界電流値を推定し、その超電導特性を評価する。
【００１７】
本実施形態の超電導特性評価方法は、第１の実施形態と同様に、超電導体を常温下で断面画像を撮影し、その断面情報から超電導体の超電導特性を評価することが可能になる。
【００１８】
［第３の実施形態］
図４は、本発明に係る超電導特性評価方法の第３の実施形態を模式的に示す斜視図である。常温状態で、図４に示すように、ビスマス系やイットリウム系からなる酸化物超電導体１上の互いに間隔をあけた２点に超音波送信センサ１０ａおよび超音波受信センサ１０ｂを取り付け、２点間内の導体情報を得る。減衰波形と超電導体の超電導特性の相関図より、超電導体の特性を推測することができる。図５はこのときの結果として得られる超音波受信センサ１０ｂの出力例を示すグラフであって、（ａ）は超電導体に傷がない場合の例を示し、（ｂ）は超電導体に傷がある場合の例を示す。
【００１９】
本実施形態の超電導特性評価方法は、常温下で、超音波により超電導体の導体情報を計測し、その結果から超電導体の持つ臨界電流値を推定し、超電導体の超電導特性を評価することが可能になる。
【００２０】
［第４の実施形態］
図６は、本発明に係る超電導特性評価方法の第４の実施形態を示す模式図である。図６に示すように、ビスマス系やイットリウム系からなる酸化物超電導マグネット１１に、Ｘ線源７からのＸ線２０を照射して、ＣＴ装置などにより、断面画像１２を撮影する。得られた断面画像１２から超電導体断面内の欠陥などの情報を分析し、超電導特性を評価する。
【００２１】
本実施形態の酸化物超電導マグネットの特性評価検査方法は、このように超電導体を常温下で非破壊断面画像を撮影し、その断面情報から超電導体の持つ臨界電流値を推定し、超電導体の超電導特性を評価することが可能になる。
【００２２】
［第５の実施形態］
図７は、本発明に係る超電導特性評価方法の第５の実施形態を示す模式図である。この実施形態では、上記第２の実施形態（図３）の酸化物超電導体１に代えて金属系超電導体１３を評価対象とする。図７において、金属系超電導体１３の断面画像１４を金属顕微鏡あるいは電子顕微鏡により観察し、断面内での超電導体の占める割合や成分比、あるいは空隙やクラック等の欠陥９の情報を得て、超電導体の持つ臨界電流値を推定し、その超電導特性を評価する。
【００２３】
本実施形態の超電導特性評価方法は、このように超電導体の断面を常温下で分析し、その断面情報から超電導体の超電導特性を評価することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る超電導特性評価方法の第１の実施形態を模式的に示す図であって、（ａ）はＸ線透過時の状況を示す斜視図であり、（ｂ）はこの方法によって得られる断面画像の例を示す図である。
【図２】図１の超電導特性評価方法において用いられる超電導体の内部欠陥率と超電導特性の関係を表わすグラフの例である。
【図３】本発明に係る超電導特性評価方法の第２の実施形態を模式的に示す図であって、（ａ）は試料切り出し前の状況を示す斜視図、（ｂ）は試料切り出し後の状況を示す斜視図、（ｃ）は切り出された試料の断面の状況を示す平面図である。
【図４】本発明に係る超電導特性評価方法の第３の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図５】図４の方法の結果として得られる超音波受信センサの出力例を示すグラフであって、（ａ）は傷がない場合の例を示し、（ｂ）は傷がある場合の例を示す。
【図６】本発明に係る超電導特性評価方法の第４の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図７】本発明に係る超電導特性評価方法の第５の実施形態を模式的に示す図であって、（ａ）は試料切り出し前の状況を示す斜視図、（ｂ）は切り出された試料の断面の状況を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…酸化物超電導体
２…真空断熱容器
３…電流リード
４…冷却媒体
５…断熱材
６…電流導入端子
７…Ｘ線源
８…断面画像
９…欠陥等
１０ａ…超音波送信センサ
１０ｂ…超音波受信センサ
１１…酸化物超電導マグネット
１２…酸化物超電導マグネット断面画像
１３…金属系超電導体
１４…断面画像
２０…Ｘ線
【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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