(57)【要約】【課題】超電導線材の接続部の通電特性（Ｉｃ−Ｂ特性）を向上させる。【解決手段】複数の超電導線材１が接続された超電導線材の接続部と、前記超電導線材が捲回された超電導コイル１１と、永久電流スイッチ１３とを備えた超電導マグネットにおいて、前記接続部は、前記超電導線材を形成する超電導体２と、前記超電導体の各々の平面によって形成された同一面上に設けられた超電導体膜５とを備えることを特徴とする。また、複数の超電導線材を接続する超電導線材の接続方法において、前記超電導線材を形成する超電導体の各々から同一面を形成する工程と、気相法により前記同一面上に超電導体膜を設ける工程とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超電導線材が接続された超電導線材の接続部と、前記超電導線材が捲回された超電導コイルと、永久電流スイッチとを備えた超電導マグネットにおいて、
前記接続部は、
前記超電導線材を形成する超電導体と、
前記超電導体の各々の平面によって形成された同一面上に設けられた超電導体膜とを備えることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項２】
請求項１において、前記超電導体と前記超電導体膜はＭｇＢ2であることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項３】
請求項１において、前記超電導体膜は更に前記超電導体に形成された凹部の一部に堆積していることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項４】
請求項２において、前記超電導体の各々の平面によって形成された同一面と前記超電導体膜との間に７００℃以下の融点である低融点物質が設けられることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項５】
請求項４において、前記低融点物質は更に前記超電導体に形成された凹部の一部に充填されていることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項６】
請求項２において、前記超電導体膜は１０-10〜１０-11Ω・ｍの抵抗率である低抵抗物質で被覆されることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項７】
請求項２において、前記超電導体膜のＭｇＢ2は結晶の平均粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項８】
請求項２において、前記超電導体膜のＭｇＢ2の結晶が前記超電導体膜の成長方向に配向していることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項９】
請求項２において、前記超電導体と前記超電導体膜と前記低融点物質との界面の一部に、厚みが１０ｎｍ以下の非晶質なホウ素層を備えることを特徴とする超電導マグネット。
【請求項１０】
複数の超電導線材を接続する超電導線材の接続方法において、
前記超電導線材を形成する超電導体の各々から同一面を形成する工程と、
気相法により前記同一面上に超電導体膜を設ける工程とを備えることを特徴とする超電導線材の接続方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記超電導体と前記超電導体膜はＭｇＢ2であることを特徴とする超電導線材の接続方法。
【請求項１２】
請求項１０において、前記超電導体の同一面を研磨する工程を備えることを特徴とする超電導線材の接続方法。
【請求項１３】
請求項１１において、前記超電導体の同一面と前記超電導体膜との間に７００℃以下の融点である低融点物質を設ける工程を備えることを特徴とする超電導線材の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超電導マグネット、超電導線材の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭｇＢ2は臨界温度が３９Ｋと高く、永久電流モードで運転したときの磁場安定度が高い超電導材料である。超電導マグネットを運転する場合等において、接続部で生じる電流ロスを抑制するために、ＭｇＢ2線、ＮｂＴｉ線、Ｎｂ3Ｓｎ線、Ｎｂ3Ａｌ線等の異種および同種の超電導線材間の接続技術は不可欠である。
【０００３】
超電導線材を接続する方法としては、例えば以下の方法が提案されている。特許文献１では、ＭｇＢ2超電導線の接続部の被覆材を除去してＭｇＢ2フィラメントを露出させ、複数本のフィラメントを接触させて真空容器中でＭｇ蒸気に曝露して接触部分にＭｇＢ2超電導体を形成する。その後、超電導体の接続部分を錫鉛ハンダで固定して超電導接続部を形成する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８６２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記特許文献１のように接続部の被覆を除去し、ＭｇＢ2フィラメントを大きく露出させると線材が損傷しやすく、接続部の通電特性が低下しやすいという課題がある。
【０００６】
本発明は超電導線材の接続部の通電特性（Ｉｃ−Ｂ特性）を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の超電導線材が接続された超電導線材の接続部と、前記超電導線材が捲回された超電導コイルと、永久電流スイッチとを備えた超電導マグネットにおいて、前記接続部は、前記超電導線材を形成する超電導体と、前記超電導体の各々の平面によって形成された同一面上に設けられた超電導体膜とを備えることを特徴とする。また、複数の超電導線材を接続する超電導線材の接続方法において、前記超電導線材を形成する超電導体の各々から同一面を形成する工程と、気相法により前記同一面上に超電導体膜を設ける工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、超電導線材の接続部の通電特性（Ｉｃ−Ｂ特性）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】超電導接続部の形成例。
【図２】接続部形成のための工程例。
【図３】研磨後の超電導線材の（ａ）端面、（ｂ）高さプロファイル、（ｃ）ＭｇＢ2膜において接続電流を印加可能な領域。
【図４】低融点物質付与後および研磨後の超電導線材の（ａ）端面、（ｂ）高さプロファイル、（ｃ）ＭｇＢ2膜において接続電流を印加可能な領域。
【図５】超電導線材端部の側面に接続部を形成する例。
【図６】超電導線材の対向する端部の側面に接続部を形成する例。
【図７】超電導線材の途中に接続部を形成する例。
【図８】超電導線材の端部を斜めに研磨した端面の例。
【図９】低融点物質付与後に研磨量を調節せず研磨を実施した（ａ）端面、（ｂ）高さプロファイル、（ｃ）接続電流が印加可能なＭｇＢ2膜の領域。
【図１０】隣接したテープ状超電導線材の端部を接続する場合におけるＭｇＢ2膜の形成例（１）。
【図１１】隣接したテープ状超電導線材の端部を接続する場合におけるＭｇＢ2膜の形成例（２）。
【図１２】テープ状超電導線材の中途において接続する場合におけるＭｇＢ2膜の形成例。
【図１３】テープ状超電導線材の端部を重ねて接続する場合における接続部の形成例あるいは１本の超電導線を構成する複数層の超電導体を接続する場合の構成例。
【図１４】超電導接続部を含む超電導マグネットの構成例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態について説明する。本発明はここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。本発明は超電導体の種類は問わないが、ここではＭｇＢ2で作製した超電導線材について説明する。
【実施例１】
【００１１】
（接続部を形成する工程の概略）
本実施例において超電導線材の接続部を形成する工程の概略を図２に示す。望ましい工程は、（１）接続する超電導線材のそれぞれの一部を束ねて固定する工程、（２）超電導線材において接続する部位を研磨して内部の超電導体を露出させる工程、（３）研磨した部位およびその周囲に低融点物質を付与する工程、（４）接続部を形成する部位を再度研磨して超電導体を露出させる工程、（５）ＭｇＢ2膜を堆積する工程、（６）安定化材を付与する工程を含む。
【００１２】
ただし、これらの工程の全てを含んでいる必要はなく、一部を省略および簡略化することも可能である。
【００１３】
（１．超電導線材を束ねて固定する）  
超電導接続部を形成するために、ニッパーその他の切断方法により得た超電導線材１ａおよび超電導線材１ｂの端部を束ねる。束ねた超電導線材は、振動などにより位置が不意に変動しないよう固定することが望ましい。固定方法は特に限定されるものではなく、超電導体２を損傷しない限りにおいて、かしめたり、ハンダや樹脂、あるいは接着剤などを用いた手法を用いたりすることが可能である。超電導線材１ａと超電導線材１ｂは、同一の超電導線材の異なる部位や端部を接続したり、３本以上の超電導線材を接続したり、同一の超電導線材を３箇所以上で接続するものでも構わない。
【００１４】
超電導線材間に堆積されるＭｇＢ2膜５によって電流経路が確保されていればよいので、超電導線材は必ずしも直接接触している必要は無い。しかし、接続部において均質なＭｇＢ2膜を堆積するために、堆積面積がおよそ２０mm×２０mmの範囲に収まることが望ましい。
【００１５】
（２．端部を研磨）
束ねた超電導線材の端部を研磨し、ＭｇＢ2超電導体が露出した端面を得る。研磨の方法は、超電導線材に含まれる超電導体や他の構造体を劣化させない限り、特に限定されない。図３に研磨後の超電導線材を示す。（ａ）は端面を線材の軸方向から見た図、（ｂ）は端面を線材の軸方向と直交する方向から見たときの断面図であり、高さプロファイル（端面の凹凸）を示す。（ｃ）はＭｇＢ2膜を堆積させた後に、ＭｇＢ2膜上で接続電流を印加可能な領域を斜線で示した図である。
【００１６】
研磨後の端面は、顕微鏡によって観察することができる。研磨した端面上にＭｇＢ2膜を堆積させても良いが、超電導線材１は超電導体２が隙間なく充填されておらず、部分的にボイド７が存在する。そのため端面にもボイドが見られる。このボイドの存在する端面上に直接ＭｇＢ2膜５を堆積すると、端面にくぼみがあるため、ＭｇＢ2膜が均一に堆積されにくい。そのため形成されたＭｇＢ2薄膜にも超電導体端面のボイドと同じような形状のボイドが存在し、接続部に通電するときの有効断面積が小さくなりやすい。
【００１７】
研磨面は３次元的な立体形状を持っていても構わないが、後の工程で均質なＭｇＢ2膜を堆積させるために、２次元形状であることが望ましい。より好ましくは、全ての超電導線材の研磨面が同一の平面内にあることが望ましい。
【００１８】
また、本工程の前段階に低融点物質を堆積させることによって、超電導線材同士を接触させない場合は、全ての超電導線材に対して同一平面に研磨面を出しやすくなる。更に接続部の形態により自由度を与えることができる。
【００１９】
本実施例の対象であるＭｇＢ2は酸化性雰囲気に敏感であり、酸素の存在下では容易に酸化されて劣化する。従って、本工程以降は、非酸化性の雰囲気下で実施することが望ましい。非酸化性の雰囲気としては真空、あるいはヘリウム、窒素、アルゴンなど不活性ガスで置換した雰囲気が適当である。
【００２０】
（３．低融点物質を付与）
前工程により得られた端面に低融点物質を付与してボイドを埋める。超電導線材を構成するＭｇＢ2超電導体に与える熱的負荷を低減させるため、融点は７００℃以下が望ましい。従って、低融点物質としては、融点が約６６０℃であるアルミニウム（Ａｌ）や、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ハンダ、各種低融点合金、ガラス、樹脂などが適当である。鉛（Ｐｂ）および鉛合金も融点が低く、本工程で使用することが可能だが、その高い環境影響を鑑みて使用するのは適切ではない。
【００２１】
超電導線材に生じる熱的および機械的な損傷を低減可能であれば、低融点物質を付与する方法は特に限定されない。低融点であることを利点とし、軟化・融解して固着することが望ましい。軟化あるいは融解した低融点物質は、例えば吹きつけ、ディップなどの方法がある。
【００２２】
（４．研磨、端面の再露出）
前工程でボイドを低融点物質で充填した後、端部を再度研磨し、ＭｇＢ2超電導体の露出した端面を形成する。端面の周囲であって、端面と同一平面には低融点物質が露出している。ＭｇＢ2膜を堆積可能であれば研磨面の粗さは特に限定されないが、平均二乗根粗さが１マイクロメートル程度以下に研磨されていることが望ましい。本工程において端部を研磨する方法は、超電導線材に含まれる超電導体や他の構造体を劣化させない限り特に限定されない。このとき、２．の工程で得た端面と同一の面が得られるように研磨量を調整する。図４に端部を再度研磨した後の超電導線材を示す。（ａ）〜（ｃ）は図３の説明と同様なので省略する。
【００２３】
研磨後の端面は、顕微鏡によって観察することができる。工程２．において端面に露出していたボイドに低融点物質が充填されており、２本の超電導線材１の周囲にも低融点物質が存在している。図４（ｃ）ではＭｇＢ2薄膜を合成・堆積後に接続電流を担い得る領域８として長方形の形状を図示しているが、これに限られない。超電導線材が図のような円柱形状の場合は、線材同士を束ねても側面の接触面積が小さい。そのため一方の線材から他方の線材に電流が流れる際、線材同士の接触部分の電流経路が小さくなる。その部分の電流経路を拡大するために、少なくとも線材間を低融点物質で埋めることが望ましい。即ち、本工程は、ＭｇＢ2を均一に堆積させるための土台の面積を低融点物質により増加させるものである。
【００２４】
（５．超電導体膜の堆積）
前工程で得た平坦な線材端面に、超電導線材同士の超電導接続を担うＭｇＢ2膜を堆積する。前工程と本工程の間には、線材端面を清浄化するためにスパッタエッチングなどを実施すると良い。超電導線材や低融点物質に特段の劣化を及ぼさない限り、使用する薄膜堆積法は特に限定されない。薄膜堆積法としては、例えばＭｇおよびＢあるいはこれらを含む無機化合物原料や有機金属化合物原料を原料とした物理蒸着法や化学蒸着法を使用することができ、抵抗加熱ヒータ、ランプ、電子やイオンなどの荷電粒子ビーム、レーザなどを加熱源として原料を蒸発させ、基板表面にＭｇＢ2を合成および堆積する。超電導線材や低融点物質を劣化させることなく、線材端面に一様に均質なＭｇＢ2膜を合成するためには、真空中あるいは非酸化性の雰囲気下、特に１０-7Torrより低い圧力下で酸素を可能な限り排した環境下で実施される物理蒸着法が望ましい。例えば電子ビーム蒸着法、パルスレーザ堆積法、熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられ、さらにはこれら手法の組み合わせや、ＭｇＢ2膜の品質を向上する改変がなされていても構わない。
【００２５】
２．および４．の工程で立体形状を持つ成膜面を形成した場合、より高い被覆率を有する成膜方法および成膜条件を選択することが求められる。堆積されるＭｇＢ2膜の品質を向上させるためには、線材端面も４００℃以下の温度に加熱することが望ましい。４００℃以上の温度に加熱した場合、マグネシウムの蒸気圧が高くなってしまい、再蒸発が顕著になり、堆積する膜の組成制御が困難となり良好な超電導特性を得られなくなる。原料の堆積とＭｇＢ2の合成は必ずしも同時に生じる必要はなく、例えば該線材端面にＭｇとＢを含む原料を別個に堆積して反応させる、あるいは片方のみを予め堆積して他方を含む原料を作用および反応させることも可能である。
【００２６】
合成又は堆積するＭｇＢ2膜の厚みは、水晶振動子の膜厚計測装置を用いて監視することが望ましく、より好ましくはＭｇＢ2膜の臨界電流が超電導線材１および２の臨界電流より小さくならないように制御する。該線材端面にＭｇＢ2膜を合成するために使用可能な他の手法としては、例えばメッキ法や拡散法などが挙げられ、ＭｇＢ2膜の通電特性が保障される限り、これらを使用することも可能である。
【００２７】
（６．保護層・安定化材付与）
堆積したＭｇＢ2膜は、そのまま大気に曝露した場合、大気中の水分や酸素などにより容易にその超電導特性が劣化してしまう。また、ＭｇＢ2膜の厚みは大きくても１００マイクロメートル程度であり、そのままでは機械的強度も十分ではない。従って薄膜堆積部を大気中に取り出す前段階において、ＭｇＢ2膜を被覆する必要がある。ＭｇＢ2膜の酸化を防止するためには、その表面にさらに金属などを蒸着して保護層を形成すると良い。より好ましくは、例えばニッケル（Ｎｉ）やアルミニウム（Ａｌ）のように最表面層が酸化された場合に不動態を形成する材質であれば、さらなる酸素原子の拡散を抑制でき、ＭｇＢ2膜の特性劣化を防止することができる。保護層は、さらに機械的強度を持ち合わせていることが好ましく、Ａｌをはじめとする低融点金属を加えて付与することが望ましい。保護層としてＡｌを使用した場合には、ＭｇＢ2膜を用いた超電導接続部においてクエンチ（超電導―常電導転移）が生じた場合に、安定化材として機能する。安定化材は１０-10〜１０-11Ω・ｍの抵抗率を有することが望ましい。保護層に使用する物質は、金属あるいは低融点物質の一種に限らず、これらの組み合わせにより構成しても構わない。
【００２８】
（出来上がる接続部）
以上の工程により作製される超電導接続部の構成の一例を図１に示す。図１は該接続部の断面を模式化している。また、図１は例えばパウダーインチューブ法によって作製されたＭｇＢ2超電導線材１ａおよび１ｂの接続部を示しているが、超電導線材の作製方法は上記手法に制限されず、例えば薄膜法や塗布法、拡散法など、様々な手法で作製された超電導線材に適用することが可能である。また、図１に示されている超電導線材１は１ａおよび１ｂの２本のみで構成されているが、３本以上の超電導線材あるいは超電導線材の３箇所以上の部位であっても構わない。接続部に唯一欠かすことができないＭｇＢ2膜５は、ＸＲＤなどを用いて構造解析を実施すれば、主におよそ５ｎｍ〜１００ｎｍ程度の微細なＭｇＢ2結晶粒子で構成されていることがわかる。ＭｇＢ2薄膜５を形成するときの条件にも依存するが該結晶粒子は、該薄膜を形成する端面と垂直な方向、あるいは該薄膜の成長方向に結晶学的にＣ軸に配向していることが多い。さらに詳細な構造解析を電子顕微鏡などを用いて実施する場合、該結晶粒子は該端面から柱状に成長した形状を有していることが観察できる。ＭｇＢ2膜５と低抵抗物質６との界面部に、数ｎｍ〜１００μｍのＭｇ粒子が形成されている様子が観察されることもある。
【００２９】
ＭｇＢ2膜５の下部、超電導線材１ａ、１ｂおよび低融点物質４との界面部には、数ｎｍ〜十数ｎｍ程度の厚みを有する非晶質のホウ素の層が確認されることもある。またＭｇＢ2膜５が形成される面は、研磨の実施後でも、全面にわたって原子レベルで平坦にし、微細な凹凸を完全に除去することは困難であるため、本製造方法を用いた場合は、該微細な凹凸の凹部（微小な開気孔）の内部にも、ＭｇＢ2薄膜の一部が侵入し堆積していることが観察できる。研磨前に付与される低融点物質４、あるいは最終工程で付与される低抵抗物質６は任意の立体形状で構わないため、研磨後の低融点物質４の研磨面を除いた外周および低抵抗物質６の外周は任意の表面形状を有している。該低抵抗物質６の表面は、大気中に曝露することにより、その表面が酸化されることはあるが、望ましくは不動態を形成して、ＭｇＢ2薄膜の通電特性劣化を抑制する物質を選択する。
【００３０】
（接続端部の束ねられ方）
図１は超電導線材１ａおよび１ｂを、平行かつ同じ方向から束ね、かつ超電導線材１ａおよび１ｂと垂直な面を端面とした例である。しかし、平行かつ同じ方向から束ねた場合でも超電導線材の側面を研磨することによって端面を形成したり（図５）、平行ではあるが対向する方向から束ねて側面を研磨することによって端面を形成しても良い（図６）。また、平行に束ねた超電導線材の任意の中間部の側面を研磨して端面を形成したり（図７）、端面を形成するための研磨は超電導線材１ａおよび１ｂに対して平行および垂直である必要はなく、任意の角度を持っていても構わない（図８）。
【００３１】
例えば、以上のような製造方法および構成とすることにより、２本以上の超電導線材の接続部、特に複数本の超電導線材に印加される超電導電流を媒介することが可能な接続部、すなわち超電導接続部を形成することができる。
【実施例２】
【００３２】
実施例１に類する方法により超電導線材の接続部を形成する。実施例１において、低融点物質４を付与した後に研磨を実施する工程で、研磨量（研磨長さ）を実施例１より多くすることにより、図９に示すように超電導線材１の外周には低融点物質４がある一方で、超電導線材１の内部には含まれない、あるいはボイドの一部にのみ含まれる端面を形成することができる。このときにはボイドの内部にもＭｇＢ2薄膜の一部が侵入し、堆積する。このような手法は実施例１に比べ、接続部であるＭｇＢ2膜の有効断面積が小さいため、流すことのできる電流は小さいが、研磨量を調整する必要なく接続部を形成することができる。
【実施例３】
【００３３】
図５〜図７に示すように超電導線材の側面を研磨して、ＭｇＢ2膜を堆積する面を形成する場合は、低融点物質４を付与しなくても、実施例２と同類の面形状を形成することが可能である。上記の工程とした場合、研磨した側面のうち超電導線材の内部には、ＭｇＢ2超電導体のボイドが露出する。この工程により得られた面にＭｇＢ2膜５を合成・堆積した場合、ボイドの内部にもＭｇＢ2膜の一部が侵入し、堆積する。本実施例では、超電導線材を物理的・機能的に破壊しない限り多様な方法で複数本の超電導線材を固定することができる。
【実施例４】
【００３４】
実施例１〜３に類する方法により超電導線材の接続部を形成する。実施例１〜３の形状は、第一に機械的な研磨方法を用いることが一般的であるが、これに代えて、各種エッチング法によりＭｇＢ2薄膜を成膜する端部（成膜面）を形成することが可能である。たとえば、イオンまたは中性原子あるいはプラズマの照射やレーザーアブレーションによるドライエッチングや、酸溶液などによるウェットエッチングにより、超電導線材の一部を切削および溶解する方法である。エッチングされる領域を制御して所望の成膜面を形成するためには、レジストの塗布やマスキングなどの方法を適用することで、エッチングが望まない領域に及ぶことを抑止することが望ましい。本実施例の工程により、機械研磨の切削くずなどの発生を抑制することができる。
【００３５】
また、実施例１〜３の方法と本実施例のエッチング、特にドライエッチング法とを組み合わせることにより、ＭｇＢ2薄膜を合成・堆積する前に、成膜面を清浄化することが可能となり、良質なＭｇＢ2膜を得るために好ましい。
【実施例５】
【００３６】
実施例１〜４に記載のＭｇＢ2超電導線材に限らず、他の多様な超電導体の接続部を形成することが可能となる。例えばＮｂＴｉ、Ｎｂ3Ｓｎ、Ｎｂ3ＡｌなどＮｂ合金系超電導体や、ＰｂＢｉ、ＰｂＳｎなどＰｂ合金系超電導体、あるいはＰｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｖ等の金属単体超電導体、またはＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10、Ｈｇ12Ｔl3Ｂａ30Ｃａ30Ｃｕ45Ｏ127等の酸化物超電導体、ＬａＦｅＡｓ(Ｏ，Ｆ)、ＣｅＦｅＡｓ(Ｏ，Ｆ)、ＳｍＦｅＡｓ(Ｏ，Ｆ)等の鉄系超電導体である。上記の各種超電導体に限らず、超電導転移温度が異なる物質を組み合わせて接続することも可能である。ただし、接続部の超電導性能を担保するために、使用する温度域において全ての超電導体を超電導状態とすることが可能であることが望ましく、より好ましくはＭｇＢ2よりも低い超電導転移温度を有する物質との組み合わせとする。
【実施例６】
【００３７】
以上を含む工程により、超電導体が露出した超電導線材や、例えばテープ状の基材上に超電導体膜を形成した超電導線材等を接続することが可能である。図１０、図１１ではテープ状超電導線材の複数の端部を配列し、該端部の一部にＭｇＢ2膜を堆積して接続部を形成する例を示している。図１０は電流を接続部で折り返す場合、図１１は電流を同方向に流す場合の接続部の形成例である。図１２はテープ状超電導線材の中途の一部において接続部を形成する例を示している。図１３ではテープ状超電導線材の端部を重ねて、その端部に接続部を形成する例を示している。この場合、図１３（ｃ）のように端部を研磨して成膜面に露出する超電導体の面積を増加し、かつ成膜面に合成・堆積するＭｇＢ2膜の面積を増加することによって印加可能な接続電流を増加させることが可能である。また、該超電導線は単層である必要はなく、積層構造となっていても構わないことは図１３より、容易に類推可能である。なお、図１０〜図１３においては、該超電導線を構成する主要な要素、つまり基材と超電導体のみを表しているが、他の構成部材があった場合あるいは多芯構造であった場合にも図１３の構成とすることにより有効な接続部の形成が可能で有り、または実施例１〜５のように研磨やエッチング工程を追加することにより障害無く接続部を形成することが可能である。
【実施例７】
【００３８】
超電導接続部を含む超電導マグネットの構成例を図１４に示す。超電導マグネットは、超電導線材１が捲回された超電導コイル１１と、超電導接続部１２と、永久電流スイッチ１３と、電流リード１４と、支持板１５と、冷却容器１６とを備えている。冷却容器１６内は、図示しない冷凍機もしくは冷媒（液体ヘリウム等）により冷却され、超電導コイル１１、超電導接続部１２、永久電流スイッチ１３は超電導状態となる。電流リード１４は図示しない外部電源に接続されている。超電導コイル１１を励磁する際には、永久電流スイッチ１３をオフ状態にして、外部電源から電流を供給する。その後、永久電流スイッチ１３をオン状態にして、外部から供給する電流をゼロにすれば、超電導コイル１１、超電導接続部１２、永久電流スイッチ１３からなる閉回路を電流が流れ続ける永久電流モードとなる。図１４では、超電導コイル１１の数は１つであるが、必要に応じて複数設けてもよい。
【００３９】
超電導コイル１１が複数設けられる場合、超電導コイル１１同士は直列に接続され、超電導接続部１２の数が増加する。超電導接続部は一般に超電導線と比べて通電特性が低いため、通常は磁場が低い場所を選んで配置される。ただし本発明によって形成した超電導接続部１２は、超電導線材１よりも通電特性が高いため、配置する場所の磁場の高さにかかわらず、任意の場所に配置することができる。そのため、マグネット内の部品の配置や配線の自由度が高くなり、よりフレキシブルな設計が可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
１  超電導線材
２  超電導体
３  シース
４  低融点物質
５  ＭｇＢ2膜（超電導体膜）
６  低抵抗物質
７  ボイド
８  ＭｇＢ2薄膜を合成・堆積後に接続電流を担い得る領域
９  ＭｇＢ2薄膜を合成・堆積後に接続電流を担わない領域
１０  基材あるいは超電導線を構成する主たる超電導体以外の物質
１１  超電導コイル
１２  超電導接続部
１３  永久電流スイッチ
１４  電流リード
１５  支持板
１６  冷却容器
【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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