超导开发的现状和未来

作者：和泉辉郎

欢迎访问e展厅 展厅 14 电线电缆/光纤展厅 电线, 电源线, 端子线, 线束, 同轴电缆, ... 关于Y系超导线材开发中一个重要的指标——IcXL值，至今为止，日本滕仓研究的467（KAm）为全球最高值。以前，这个数值在日本和美国之间展开了激烈的研究竞争。但是最近，这个势力图发生了很大的变化，这源自于韩国SuNAM公司的崛起。去年秋天以后，该公司急速加强对长尺寸线材的开发力度，今年（2012年）1月份，该公司研究出的IcXL值为422（KAm），成为继日本滕仓后研究出的世界第二大值。据悉，是因为该国国家政策有所强化，预计今后，韩国将成为仅次于日本和美国的新兴第三极超导研究国家。 另一方面，以IcXL值研究小有成果的日本和美国为线材开发的基点，近来强烈意识到各种应用设备向谋求线材性能变好的技术研发转变。具体而言，输电电缆、变压器交流损失很小，在SMES、NMR等高磁场特性、旋转机器设备方面，机械性的高强度很有必要。此外，共通的低成本线材需要的东西众所周知。对于这些要素，要加大增强性能的技术开发力度。关于加强磁场中的特性，最近，我们发现比BaZrO3等更为有效的材料BaHFO3。使用这种材料添加的Target，通过PLD法制作的超导线材，看不到其他材料厚膜时磁场中特性低下。2.9um的厚线材，能得到85A/cm宽@77K，3T这个非常高的特性。作为事物的起点，BaHFO3通过杆长变短等组织，可以确认随着膜厚组织变化变小。此外，在交流损耗小技术方面，切割线的制作和价格技术发展显著。例如，50m长5mm宽的MOD线材切割成5份加工，能抑制特性低下，减少1/5的损耗。尺寸较短的10等分，也能减少1/10的损耗。而且，最近作为Y系超导线材的课题被大书特书的剥离强度问题，也有了一个较为系统的解析。通过不同的材料和过程，进行的线材剥离试验，弄清剥离的起点，就可以看出被集中到三处地方这一大致区别。其中，进行MOD投注层的过程改善，通过除去这一层的起点，能实现60mpa以上的高剥离强度。 和上述线材研究开发同时进行的机器研发的成果一起，研发进展到能实际证明机器上使用Y系线材的好处。但是，竞争机器正在进行开发，为了展示压倒性优势，实现更多机器超导化，非常有必要研发出有一个质的飞跃的超导线材。这种线材被定义为第三代线材，定位在能超越开发界限的划时代的高性能、低成本的线材。在去年（2011年）秋天的ISS上，日本首次提出这个概念。但是今年，美国也同样交出了开发超高性能线材必要性的提案。具体的特性水平为Ic≥2000A@77K，s.f.和Ic≥500A@65K，5T等等。这里需要大家多多关注的是（最容易让人误解的）例如，2000A，不是作为运转电流使用的研究。有考虑能源回收和Je界限等的运转电流，希望能通过提高Ic大幅降低负荷率，降低由此产生的交流损耗。此外，提高磁场中的特性等，必要的电流值能通过稳定的、冷却负担较小的高温使用这样的好处。最近，医疗用的加速器等也被纳入使用范围，为创造出均一磁场的超均一线材非常有必要。此外，希望和实用中可称之为最重要的降低成本一起，有一个质的提升。 （本文于2012年7月2日发布，日本公益财团法人国际超导产业技术研究中心超导工学研究所线材研究开发部的部长和泉辉郎著。）(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/30/2012)