高温超伝導技術の現状と将来展望

摘要

直流電流に対して電気抵抗がゼロになる超伝導現象が発見されてから100余年、実用的な超伝導材 料の開発が始まつてから約50年、さらに層状銅酸化物で液体窒素温度(77 K)を超える臨界温度(7；)を示 す高温超伝導が発見されてから30年が経過した。今日の超伝導体の応用は、いずれもマクロな量子化 に由来するものであるが、電磁石や送電ケーブルに代表される大電流高電流密度通電の特徴を生かし たものと、ジヨセフソン接合などを利用した多様な電子デバィスに大別できる。現れる効果は前者で は高エネルギー密度と低損失であり、後者では高感度計測、高速動作などが挙げられるがやはり省電 力である。前者の特徴は、主に1960年代以降の加速器や核融合用の超伝導磁石の設計開発を推進する 原動力となった一方、電力•エネルギー分野への応用も、液体ヘリゥム冷却(4.2 K)が必須だった高温 超伝導発見以前から検討されており、前世紀末までには孤立した機器である発電機やモーター、変圧 器、超伝導電力貯蔵装置(SMES：)、さらに送電ケーブルまで試作された。