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実用化に向けた高温超伝導線材応用のための研究
電気・電子機能分野 高温超伝導線材グループ
松本 明善[email protected] | http://www.nims.go.jp/research/group/high-tc-superconductor/
Keywords: 高温超伝導線材、Bi2223、MgB2
環境・エネルギー問題を解決するために電気抵抗がゼロとなる超伝導体は電力ロスをなくすことが
出来る材料のひとつである。省エネルギー化のためには様々な電力機器に超伝導材料を使った線
材および応用に向けた要素技術を開発することが重要である。
・ A. Matsumoto et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond. 28, 2018, 6200104. ・ A. Matsumoto et al., IEEE Trans. on Appl. Supercond. 28, 2018, 6400504.・ A. Matsumoto et al., Superconductor Science and Technology 27, 2014, 015002.
MRIマグネットコイル用超伝導線材への展開
電力ケーブル用超伝導線材応用技術への展開
汎用小型マグネット応用技術への展開
超伝導線材を実用化のために必要なり臨界電流密度を向上させる線材開発
超伝導マグネット等へ応用が可能な簡便且つ信頼性の高い超伝導接続技術の開発
簡便で信頼性の高い超伝導接合技術の開発
超伝導接続電流の向上
接続抵抗の低減
0 5 10 15 200
2
4
6
8
10
1 V/cm criterion(Voltage tap interval: 1 cm)
4.0 T
3.0 T 2.5 T3.5 T
1.0 T
Volta
ge (
V cm
-1)
Current (A)
20 K
2.0 T1.5 T
0 2 4 6 8 10 12 14 160.1
1
10
100
Joint IMD wire
25 K
20 K15 K 10 K
4.2 K
Crit
ical
cur
rent
Ic (
A)
Magnetic field B (T)0 10000 20000 30000 40000
35.0
35.2
35.4
35.6
35.8
36.0
Joint resistance = 10-13
Cap
ture
d cu
rrent
(A)
Time (s)
15 K
14.90
14.95
15.00
15.05
15.10
T1[K]
Tem
pera
ture
(K)
MgB2線材作製および接続技術の開発MgB2線材作製および接続技術の開発
超伝導接続部の臨界電流密度超伝導接続部の臨界電流密度 超低抵抗の達成超低抵抗の達成
応用高温超伝導
低温強磁場応用（強磁場NMR）
Keywords: 高温超伝導、低温強磁場、高温低磁場
電気・電子機能分野 高温超伝導線材グループ
西島 元[email protected] | https://samurai.nims.go.jp/profiles/nishijima_gen
日本はヘリウムを輸入に頼っており、更にヘリウムは将来的に枯渇が懸念される
超伝導の強みである「抵抗ゼロ」を最大限に利用
材料科学研究に必要な極限環境としての強磁場を実現
ヘリウムを全く使わない超伝導磁石の開発
液体窒素冷却NMR/MRI →高温超伝導の高温低磁場応用
最先端極限環境としての30テスラ級磁場発生 → 高温超伝導の低温強磁場応用
・G. Nishijima et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 30 (2018) 4300405 (4pp.)
・G. Nishijima et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 26 (2016) 4303007 (7pp.)
・G. Nishijima et al., Rev. Sci. Instrum., 84 (2013) 015113 (6pp.)
減圧液体窒素 (66ケルビン) で1.5テスラ (64.48
MHz) 発生可能なREBCO超伝導磁石を開発
ビスマス系最内層コイルを用いてNMR超伝導磁石最
高磁場の1020 MHz (24.0テスラ) 運転に成功
液体ヘリウムも極低温冷凍機も使わない、液体窒素冷
却卓上NMR開発
1000 MHzを超える無冷媒NMR超伝導磁石開発
2520151050
Magnetic field [T]
20202010200019901980Year
1000800600400200
0
NM
R fr
eque
ncy
[M
Hz]
高温低磁場応用（液体窒素冷却超伝導磁石）
NIMS NMRs
0
0 0.2-0.2-0.4 0.4 0.6 [m]
0.2
-0.2
-0.4
-0.6
0.4
0.6
0.8 25
20
15
[m] [T]
50
40
30
20
10
0
Mag
neti
c Fi
eld
[T]
100806040200Temperature [K]
NbTiNb3Sn
MgB2
Bi-2223
REBCO
1020 MHz NMR 1.5 T REBCO磁石
1 T級 REBCO磁石1T BSCCO磁石
－ 28－
機能性材料
