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公開番号2024171071
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023087946
出願日2023-05-29
発明の名称超伝導体及び超伝導体の製造方法
出願人東京都公立大学法人,高知県公立大学法人,国立大学法人横浜国立大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01B 12/06 20060101AFI20241204BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】照射前後における転位温度の減少が小さい高温超伝導体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】一般式(1)で表される超伝導体
REBa₂Cu₃O_7-δ・・・(1)
(式(1)中、REはY、Gd及びXで構成され、Xは、La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLuからなる群から選択される一種又は複数種の元素で構成され、0≦δ≦1)。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一般式（１）で表される超伝導体。
ＲＥＢａ
２
Ｃｕ
３
Ｏ
７－δ
・・・（１）
（式（１）中、ＲＥはＹ、Ｇｄ及びＸで構成され、
Ｘは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種又は複数種の元素で構成され、
０≦δ≦１）
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
上記式（１）において、Ｘは、Ｄｙと、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種又は複数種の元素と、で構成されている、請求項１に記載の超伝導体。
【請求項３】
五種類以上の希土類元素を含み、
ＲＥサイトの混合エントロピーΔＳ
ｍｉｘ
が１．５Ｒ以上である、請求項１又は２に記載の超伝導体。
【請求項４】
上記式（１）において、ＲＥは、一般式（２）で表される、請求項１又は２に記載の超伝導体。
Ｙ
ａ
Ｇｄ
ｂ
Ｘ
ｃ
・・・（２）
（０．０５≦ａ≦０．９、０．０５≦ｂ≦０．９、０．０５≦ｃ≦０．９）
【請求項５】
表面が単結晶で構成された下地層を準備する準備工程と、
前記下地層上に超伝導体を蒸着させる蒸着工程と、を有し、
前記蒸着工程において、一般式（１）で表されるターゲットを用いる、超伝導体の製造方法。
ＲＥＢａ
２
Ｃｕ
３
Ｏ
７－δ
・・・（１）
（式（１）中、ＲＥはＹ、Ｇｄ及びＸで構成され、
Ｘは、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群から選択される一種又は複数種の元素で構成され、
０≦δ≦１）
【請求項６】
前記蒸着工程において、前記ターゲットを前記下地層と対向する位置に配置し、前記ターゲットに対してパルスレーザーを照射する、請求項５に記載の超伝導体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導体及び超伝導体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー、環境、及び資源問題を解決できる高効率かつ低電流損失の電気機器の一つに低電流損失の材料として超伝導体を用いた送電ケーブル、超伝導電磁石、超伝導電流リード等の超伝導機器が挙げられる（例えば、特許文献１）。特許文献１では、Ｎｂ
３
Ｓｎ化合物超伝導体、Ｎｂ
３
Ａｌ化合物超伝導体を用いることが開示されている。
【０００３】
超伝導体は、核融合炉においてプラズマを閉じ込めるためのマグネットとしても活用されている。核融合炉における超伝導体の活用方法の例としては、中心柱を有するトロイダルプラズマチャンバを含む核融合炉におけるトロイダル磁場コイルを構成する材料として用いられることが知られている（例えば、特許文献２）。トロイダル磁場コイルは、プラズマを閉じ込めるための磁場を作るコイルである。
【０００４】
核融合炉を実用発電プラントとして成立させるためには高い経済性を得ることが課題である。超伝導体は、核融合炉に活用される場合、超伝導状態を示す温度に維持される必要がある。そのため、超伝導体に係るコストの比率は高い。超伝導体の温度を転位温度以下の温度に維持するためには、冷却手段が用いられる。特許文献２では、トロイダル磁場コイルとして具体的な材料の言及はないものの転位温度の高い高温超伝導体（ＨＴＳ）コイルが用いられると記載されている。
【０００５】
国際熱核融合炉（ＩＴＥＲ）計画においては、磁気閉じ込め方式核融合炉の実現のために、高性能・高品質の超伝導素線の材料としてＮｂ
３
Ｓｎ超伝導素線を用いることが記載されている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１３／１５４１８７号
特表２０１６－５３４３２７号公報
【非特許文献】
【０００７】
磯野高明（１９９７）．「日本における国際熱核融合炉（ＩＴＥＲ）用Ｎｂ３Ｓｎ素線の開発」，ｐ．１５０－１５７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
公知の通り、核融合炉は、重水素と三重水素の核融合によってＨｅ及び中性子を生成する核融合反応を活用する。そのため、核融合炉においては、中性子線が生成されることに伴い、トロイダル磁場コイルには、高い照射耐性が求められる。しかしながら、特許文献１及び非特許文献１に開示されるようなＮｂ
３
Ｓｎ超伝導体は、中性子などによる重い量子線、高エネルギーの粒子が照射された照射後においては、照射前と比べ、転位温度が低下してしまう。
【０００９】
特許文献２には、超伝導体として具体的な材料が何ら示されていない。このような従来技術から、照射前後における転位温度の減少が小さい高温超伝導体を発見することが求められている。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされた発明であり、高エネルギーの粒子の照射前後における転位温度の減少が小さい高温超伝導体及びその製造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】
（【００１１】以降は省略されています）

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