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超伝導

超電導は電流の電気抵抗がないためエネルギーを損失せずに直接貯蔵することができます。
このような性質を利用して送電線、医療用MRI、リニアモーターカー、汚水に磁気物質を付着させて浄化する磁気分離装置など、様々な分野で採用され活躍の場を広げています。

超電導の最大の特徴は、電流を電気抵抗ゼロで流せることです。
一般的には銅線など金属は、電気を通すものとして考えられていますが、これら金属にも電気抵抗があり、電流を流すと熱が発生して、エネルギーを損失します。

電気抵抗がゼロということは、電気を損失ゼロで送ることができ、また環状にした超電導に一度だけ電流を流すと、永久に電流を流し続けることができ、電気を損失なく直接貯蔵することができます。

電気抵抗がゼロという優れた特徴をもつ超電導ですが、ある温度以下(臨界温度)に冷やす必要があります。

この臨界温度は、低温超電導と高温超電導で大きく違い、低温超電導の臨界温度は、究極の絶対零度に近い極低温なので、高価な液体ヘリウムで冷やします。一方、高温超電導は100K(-173℃)付近なので、安価な液体窒素で超電導にすることができます。

また、超電導は従来の磁石と比べて数十倍以上の他では得られない強い磁場を発生させることができます。

現在、強い磁場を応用した医療用NMR、MRI、環境分野としては汚水に磁気物質を付着させて浄化する磁気分離装置、リニアモーターカーの浮上・制御を行う電磁石、超LSI用の大型シリコン単結晶引き上げ装置など、超電導でしか実現しない応用機器が製品化されつつあります。

超電導の特性を利用した素子は、ひとつひとつ磁束量子を数えることができるため、極微弱な磁場の検出も可能です。また、超電導素子は超高速(従来LSIの数百倍以上)、超低消費電力で信号を処理することも可能です。

応用としては、人の脳波計や心磁計、地中資源調査や非破壊検査、超高速光通信用ルータが実現しつつあり、今後さらなる研究により新しい分野での商品開発が期待されています。

  

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