超電導Web21＜発行者＞〒 105‑0004

財団法人

港区新橋 5‑34‑3 栄進開発ビル 6F

韓国における超電導関連研
究開発計画−韓国 K M O S T が新規 D A P A S
計画( $ 1 0 0 M ) 推進−
計画(
韓国におけ
る超電導関連の研究開発
は、韓国商工エネルギー省（KMOCIE）のもとで韓国基礎科学研究所(KBSI)及び韓国先端
科学技術研究所(KAIST)が中心となって実施している韓国超電導トカマク装置(KSTAR)計画と韓国科学技術省（KMOST）のもとに新しく発足
した応用超電導技術センター(CAST)が実施する DAPAS 計画を機軸として成果を挙げつつある。一方、ソウル国立大学（SNU）、延世大学、
江川大学などの大学をはじめ韓
国原子力研究所(KAERI)、韓国電気研究所(KERI)、韓国光技術研究所(KOPTI)、韓国電力公社電力研究院(KEPCO/KEPRI)などの国公立研究所に加え、民間の三星(Samsung)先端技術研究所(SAIT)、低温真空技術(CVE)など大小企業が参画するなど官学産の緊密な連携のもとで研究開発が推進されている。

2002 年 2 月号

国際超電導産業技術研究センター
Tel(03)‑3431‑4002/Fax(03)‑3431‑4044

超電導技術を応用した夢の電力シス
入、
国際共同研究など効率的な推進
テム計画（Dream of Advanced手法を採用している。
（３）1998 年
Power system by Appliedに設立された韓国超電導・低温工学
Superconductivity technologies)の会（KIASC）と日本の低温工学協会
愛称で、KERI の敷地内に新設され（CAJ）とが国際協力活動を実施、韓た CAST において推進されている。
国標準科学研究院（KRISS）が国際
また、この計画は、21 世紀フロン
電気標準会議（IEC）のIEC/TC90（超ティア研究開発計画（10件）の1つ
電導）国際会議を2001年秋に招致、として位置付けされているもので、日本が提唱した次世代知的生産シス
単独の予算規模としては従来からテム（IMS）に 2000 年に加盟するな
KMOST が支出する年間予算約 $4M
ど活発な国際的研究開発活動が実施（1997 年実績）の約 2.5 倍以上の規されていることを挙げることができ模に相当する。DAPAS 計画は、超電る。
導電力機器（地中ケーブル、変圧器、（編集局 田中靖三）
限流器、電動機）、超電導デジタル
デバイス（ALU：演算論理回路）及
び超電導基盤技術（HTS銀シース線
材、HTS強制冷却型導体、低温技術、
電力系統応用技術）の3領域9テー
マから構成されている。
研究開発の
目 次
対象は、ALUを除いてすべて高温超電導材料に係わるもので、具体的には第 1 期（要素技術開発）、第 2 期 韓 国 に お け る 超 電 導 関 連 研 究 開
1（第1期技術を発展させた準商用試 発計画
作機器開発）および第3期（実地試 マイクロ S M E S とは
2
験と商用化技術開発）と3期に分け 新聞ヘッドライン
2
た到達目標が設定されている。

DAPAS 計画の責任者である CASTセンター長の柳康植（K a n g ‑ S i kRyu）氏によると、この計画は過去の韓国における超電導関連の研究開発とは独立に開始したもので、そのKSTAR 計画は、KBSI のもとに核 運営方式も国際的に門戸を開いた国
融合研究開発事業団を組織し、全体 際協力を基調としており、すでにのプログラムの計画と研究進捗の総 Nexans、ASC など 4 機関から申し出括を行っている。計画は、R&D が を得ているとのことである。した1 9 9 5 年末から開始されており、 がって、
この方式のもとで順調に運2002 年（約 2 年遅れる見通し）の 営できれば、投資額の100倍の効果
運転を目指している全超電導トカマ が期待できるという。なお、DAPAS
ク装置（主半径 1.8m、プラズマ中 計画には、
超電導エネルギー貯蔵装
心磁界3.5T、プラズマ電流2MA）で 置(SMES)や高周波フィルタの研究開ある。KSTAR の開発は、核融合炉の 発は含まれておらず、それぞれ設計を米国との共同開発、超電導 KERI、ソウル大学(EESRI)、韓国電(Nb3Sn)線材を中間製品として米国 子通信研究院（KETRI）など従来かのIGC社、日本の三菱電機㈱などか らの研究開発機関において継続実施
ら購入、
超電導マグネット要素試験 されている。
を三星SAITの超電導試験所（SSTF）に委託するなど極めてユニークな手
これら韓国の超電導関連研究開発
法を駆使した効率的な研究開発が行 における特徴をまとめると、（１）
官われている。
学産の緊密な連携研究開発体制を採用している。
（２）人材難（1997 年
DAPAS 計画は、10 年間に総予算 当時で総勢約250名）をカバーする$100M（約 125 億円）を投じるもの ために、若手専門家の抜擢、諸外国
で、2001 年から開始したばかりの から中間材料や部品の購入、技術導(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

超電導関連 2 ‑ 3 月の催し物案内
2
2 0 0 1 年秋 超電導工学研究所 所
長表彰
2
L T S 発電機開発の現状
3
H T S 電動機開発の現状
3
超電導関連製品ガイド
3
超電導速報―世界の動き
4
E U における超電導関連研究開発
計画
5
特許情報
5
標準化活動 今月のトピックス
62001 Japan‑EU Workshop on
Superconductivity の報告 6【 隔 月 連 載 記 事 】 バルク超電導磁石の誕生（ その １ ）
6
石の誕生（
読者の広場
(Q&A)
8
読者の広場('02 年 2 月号

‑1‑

[ 解説]
マイクロ S M E S と は

新聞ヘッドライン(12/20‑1/18)

マイクロSMES(超電導電力貯蔵シス ○量子コンピューターで因数分解
テム)とは、字義通り、一般に出力 1 MIT・IBMなど 12/20 日経産業新〜3MW、貯蔵エネルギー3MJ前後を有 聞、12/21 日本経済新聞、日本工する非常に小型のSMESに対して称せ 業新聞られており、
主に瞬時電圧低下の影響 ○中部電力 技術研究開発賞 本部を受けやすい産業プラントでの瞬低防 長賞 新型超電導導体の開発 12/止に利用されているほか、電力系統の 20 電気新聞
末端における電圧低下時の電圧回復促 ○高温超電導導体フィルター 開発
進にも利用され始めている。
現在、
世 子会社を解散 12/24 日刊工業新界で約２０台が設置されていると言わ 聞
れており、米国等では、
システム全体 ○ ITER の国内誘致「意義ある」総
がトレーラーに積載して移動可能な程 合科技術会議 12/26 日経産業新度の設備構成になっている。
聞、電気新聞
現在、市場に出始めているマイクロ ○ゲノムビジネス動き出す！ 横浜
SMES は、米国の ASC 社（American に集積地、産学官でビジネス化
Superconductor Corp.）製のもので 12/26 日刊工業新聞
あり、
産業プラントにおける電力品質 ○フロンティア サイエンス誌 科対策用の PQ‑SMES(Power Quality‑ 学技術トップ10 12/26 読売新聞
SMES)と電力系統に分散配置する D‑ （夕刊）SMES(Distributed‑SMES)という２種 ○超への挑戦 究極の性能 量子コ類の形態が提案されている。
日本国内 ンピューター N E C , 富士通などにおいてもマイクロSMESの応用研究 着々と 12/27 日本工業新聞
が活発に行われており、今後、産業用 ○超高速スパコンに弾み 高温超電分野を中心とした導入が想定される。 導体を利用 集積回路の開発成功
なお、SMESの機能を電力系統の安 12/31 読売新聞、1/1 THE DAILY
定化や周波数調整等の電力系統制御へ YOMIURI
適用するには、マイクロSMESの規模 ○朝日賞の皆さん 「超伝導」で世及び能力、性能では困難であり、電力 界に衝撃、
物質操る電子に迫る 1/
系統制御機能としての本格的なSMES 1 朝日新聞
については、現在、NEDO からの委託 ○21世紀のエネ技術展望 国際熱により ISTEC において技術開発を進 核融合実験炉 1/4 電気新聞
めているところである。
○日欧露共同の「核融合発電」実験
参考までに現在使用され始めたD‑ 炉 年内にもITER計画決定 1/7
SMESの主要仕様をまとめると次のと 日本工業新聞
おりである。
○田中昭二・超電導工学研究所長に聞く 超電導産業、2005 年ごろ離1. 周波数
50 or 60Hz
陸 1/8 東京新聞（夕刊）2. 電圧
69 kV 〜 500 kV○国際熱核融合炉計画 米が復帰を
3. 出力
3.0 MW（瞬間）
検討 1/9 読売新聞（夕刊）
8 MVAR（連続）18.4 MVAR（瞬間）○原研と核燃サイクル統合へ 文科
4. 応答速度 故障検出から 5ms 以内
省が準備会議 1/9 日本工業新聞
5. マグネット○NEDO 東レなど環境5件選定（含4.1H ソレノイド ,NbTi;1150A
超伝導磁気分離を利用した製紙工場
6. 貯蔵エネルギー
3 MJ
からの廃水処理システム） 1/11
参考資料：
「超電導エネルギー貯蔵研究会平成12年 日本工業新聞○量子コンピューター 日本勢、開度研究報告書」
発研究競う NEC超電導材料を素子
American Superconductorに 東芝レーザー光で駆動 1/14
(http://www.amsuper.com)
日本経済新聞(ISTEC 調査企画部 高祖 聖一） ○米、復帰を前向き検討 ITER 計
画で大統領補佐官 1/16 日本工業新聞
○高温超電導体 外部磁場で磁石に変化 東大とNEC北米研が観測 1/
17 日刊工業新聞

マイクロSMESのイメージ（ASC製の場合）

超電導関連 2 ‑ 3 月の催し物
案内
2/7

第 4 回材料研究会
場所：九州大学ベンチャービジネス
ラボラトリー3階ゼミナール室（主催：低温工学協会）
2/15

超電導エネルギー貯蔵シンポジウム
2002
場所：㈱三菱総合研究所 AV ルー
ム（主催：超電導エネルギー貯蔵研究会 E‑mail: rasmers@trc‑
net.co.jp 、（財）国際超電導産業
技術研究センター（協賛））
3/4‑6

メゾソコピック超伝導とスピンに関する国際シンポジウム
場所：NTT厚木研究開発センター講堂（主催：NTT 物性科学基礎研究所）
3/8

第 10回冷凍部会例会「先進核融合
実験装置」
・総会
場所：未定
（主催：低温工学協会）
3/14‑16

ISIS‑10（第 10 回国際超電導産業
サミット）
場所：Santa Fe, New Mexico（主催：CSAC,CONECTUS, ISTEC）
3/18‑22

Annual APS March Meeting 2002
場所：Indianapolis, Indiana（主催：APS）

2 0 0 1 年秋 超電導工学研究所
所長表彰
財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電導工学研究所（所長 田中昭二）では、春と秋の年２回、所内の表彰を実施しているが、2001 年秋の表彰が 11 月 13 日に執り行われた。
所長賞のテーマおよび受賞者を下記に紹介する。
【所長賞（３テーマ）】「Ti添加によるMgB2焼結体の超電導特性の向上」
Yong Zhao，町 敬人，Daxiang Huang「MgB2の結晶育成」
Sergey Lee「Σ−Δ型ADコンバータの動作実証」
長谷川 晴弘，橋本 龍典（ISTEC 総務部(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

安住光弘）'02 年２月号‑2‑L T S 発電機開発の現状
超電導発電関連機器・材料技術研究
組合
発電機技術部長 西嶋健一
LTS（低温超電導）発電機は、経済産業省プロジェクトの一環として新エネルギー・産業技術総合開発機
構(NEDO)からの受託により 1988〜
1999 年度の 12 年間で 70MW 級モデル機の開発を行い、200MW級機の技術的な実現性に見通しを得た。
しかし、現用発電機に対し経済性の課題があり、これを解決する為、 超電導発電機基盤技術 プロジェクトとして 2000 年度から 4 年計画で開始された。
開発対象機は 200MW級、600MW 級機であり、その開発のポイントは、高密度化により発電機の小型化を限界まで追求することで低コスト化の実現を目指すことにある。
具体的には、電機子巻線電流密度140A/cm2、界磁巻線電流密度80A/mm2 と、前プロの開発レベルに対してそれぞれを1.3倍に向上させ出力密度を1.5倍にすることである｡これにより､発電機体格は8割以下に小型・軽量化することが可能となる。
開発初年度は、前プロの成果、各種解析等を踏まえ基本設計を行い、開発目標達成の見通しを得た。
次年
度からの3年間において、基本設計を踏まえた要素モデル試験・解析検証の実施、さらに構造・材料見直し
等による一層の低コスト化の検討により、基盤技術の確立を目指す。

H T S 電動機開発の現状
京都大学大学院
工学研究科 電気工学専攻
助教授 星野 勉
1 9 9 3 年頃から開発されている
HTS(高温超電導)電動機には、超電導界磁巻線を持つ同期電動機、バル
ク材を磁性材料として用いる塊状鉄
芯形電動機がある。
誘導電動機はトルクを発生するためには必ず二次銅損が発生するので二次導体の発熱が問題となろう。
バルク材を用いる電動機は、実験室規模である。超電導体に着磁した永久磁石形電動機1)は、
磁束クリープを如何に減少させるかが、実用化への課題である。リ
ラクタンス機は、
突極特性の向上が報告されている。
2)完全反磁性を利用するヒステリシスモータ3)も研究されている。
界磁巻線を超電導コイルで構成するもので、起磁力が大きく取れるため、体格の小型化が図れる。大別して、船舶の推進用としての直流単極電動機4)と整流子直流電動機 5)、同期電動機の試作研究がある。回転電機子型 6)と回転界磁型 7)があり、小型では回転電機子型が選ばれている。米国
Department of Energy(DOE)が1988 年から始めた Superconduc‑tivity Partnership Initiative(SPI)のもとでReliance Electricによって 1000 馬力のデモンスト
レーションが進められている。
8)また、韓国の超電導 2 1 世紀フロン
ティアプロジェクトの中で、電動機が取り上げられ、1MWを目標として開発が始められている。
参考文献
1)Z. Szucs et al. : Preprintof ICEC16, PS1‑e2‑09 (1996.5)
2)池田泰章 他: 電気学会超電導応用電力機器研究会資料 ASC‑96‑13,
pp. 111‑120 (1996.1)
3)P. Tixador et al. : IEEE
Transactions of Applied
Superconductivity, Vol. AS‑7,
No. 2, pp. 896‑899 (1997.6)
4) D. W. Hazelton et al.: IEEE
Transactions of Applied
Superconductivity, Vol. AS‑7,
No. 2, pp. 664‑667 (1997.6)
5)E. Spooner et al.: IEE
Proceedings‑Electric Power
Applications,Vol. 141, No. 3,
pp. 135 ‑143 (1994.5)
6)R. Mikkonen et al. : IEEE
Transactions on Magnetics,
Vol. 32, No. 4, pp. 2377‑2380(1996.7)7)J. P. Voccio et al.: Preprintof CEC/ICMC 1995, TU‑S1‑3(1995)
8)http://www.reliance.com/
news/press̲releasespress̲7̲16
̲01.html

超電導関連製品ガイド−会社は五十音順表示−
バルク材料

○多結晶体
・同和鉱業株式会社 FTP 事業部 超電導材料グループ
Tel:03‑3201‑1086
Fax:03‑3201‑1036
担当:中村、和田Y 系、Bi 系、Tl 系○溶融体（単一ドメイン結晶体）
・新日本製鐵株式會社 先端技術研
究所 新材料研究部 超電導グループ
Tel:0439‑80‑2714
Fax:0439‑80‑2746
e‑mail:hirano@re.nsc.co.jp
酸化物系担当
商標：QMG・同和鉱業株式会社 FTP 事業部 超電導材料グループ
Tel:03‑3201‑1086
Fax:03‑3201‑1036
担当:中村、和田
RE 系
バルク材料の応用製品及びシス
テム○磁気シールド・同和鉱業株式会社FTP事業部 超電導材料グループ
Tel:03‑3201‑1086
Fax:03‑3201‑1036
担当:中村、和田Y 系、Bi 系

I S S 2 0 0 2 のご案内

○電流リード・新日本製鐵株式會社 先端技術研
究所 新材料研究部 超電導グループ
Tel:0439‑80‑2714
Fax:0439‑80‑2746
e‑mail:hirano@re.nsc.co.jp
酸化物系担当第 1 5 回国際超電導
シンポジウム(ISS2002)

次号予定：大面積基板とフィルタ製品… 15th International Symposiumon Superconductivity 2002…
日時：2002 年 11 月 11 日（月）〜 11 月 13 日（水）場所：パシフィコ横浜会議セン
ター （横浜市）
論文募集：
4 月 1 日ﾎｰﾑﾍﾟｰｼﾞにて案内
5 月 31 日ﾌｧｰｽﾄｻｰｷｭﾗ発送
発表申込：7 月 15 日締切
ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ：8 月 30 日ﾎｰﾑﾍﾟｰｼﾞ掲載
事前登録：9 月 30 日締切(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

'02 年２月号

‑3‑

（出典）
"Nano‑C LLC Extending
Commercial Production Process
for Fullerene Carbon
Molecules, Seeking Partners"
電力応用(Nano‑C LLC Press Release,
November 30, 2001)
American Superconductor http://www.nano‑c.com/
Corporation (2001 年 12 月 10 日) press.htm
American Superconductor
Corporation は、2001 年フィナン University of Toronto (2001
シャル・タイムズ世界エネルギー賞 年 12 月 12 日)を受賞した。
高温超電導ワイアーのトロント大学の物理学チームが、生産への貢献がその受賞理由。
この 固体物理の世界では最も古く且つ賞は、いくつかのカテゴリーの中 確立された法則と思われていたで、全世界のエネルギー産業におけ ヴィーデマン・フランツ則が成りる際立った成果に対し与えられる。 立っていない場合があるという論
A m e r i c a n S u p e r c o n d u c t o r 文を「ネイチャー」12月13日号に
C o r p o r a t i o n は 、 " P r e ‑ 発表した。ヴィーデマン・フラン
C o m m e r c i a l T e c h n o l o g y ツ則は、電子により媒介される電Development of the Year" とい 荷と熱を取り扱ったもので、これうカテゴリーにおける最終候補7社 まで全ての金属において成り立つの中から選ばれた。同社は、最近世 ものと考えられていた。この法則
界で初めての高温超電導製造施設を は、熱をよく伝えるものは電気もオープンしている。
この施設の年間 よく伝えるということを（定量的生産能力は、超電導ワイアー2万キ に）述べたもの。しかし、「ネイロメートル。2002年度末までに、生 チャー」の論文では、(超電導)銅酸
産能力は3万キロメートルに増強さ 化物では電気伝導と熱伝導にはそれる予定。
の態様において全く関連が認めら（出典）れないとされている。
論文筆者は、" A m e r i c a n S u p e r c o n d u c t o r (超電導)銅酸化物では（擬粒子とReceives 2001 Financial Times しての）電子は異なる 2 種類のも
Global Energy Award"
のに分かれると考えている｡1つは(American Superconductor Press 電荷を担い、別のものは電荷を担
Release, December 10, 2001)
わない。この知見は、高温超電導
http://www.amsuper.com/
メカニズムに関する現在の知見に大きなインパクトを持つものと思
材料
われる。
（出典）
Nano‑C LLC (2001 年 11 月 30 日) " S u p e r c o n d u c t i n g M e t a l s
Nano‑C LLC は、新しいフラーレ Research Breaks the Law"
ン合成量産プロセスを開発した。
フ (University of Toronto Press
ラーレンとは超電導や他の工業応用 Release, December 12, 2001)の観点から有望視されている一種の http://www.newsandevents.
炭素分子。同社は、現在のコストを utoronto.ca/bin2/011212a.asp
10 分の１から 100 分の 1 にすることが可能なフラーレン合成プロセス 通 信のスケールアップに取り組んでいる。
このようなコスト低減が可能に Superconductor Technologies
なれば、
新デバイスや数々の応用に Inc. (2001 年 12 月 13 日)
向けた商業生産に必要な大量のフSuperconductor Technologies
ラーレンを入手することができるよ Inc.は、北米主要通信事業者からうになる。現在、全世界の年間フ 追 加 で 最 低 で も 1 0 0 0 台 のラーレン生産量は 100kg。Nano‑C SuperFilter(R)の発注を受けた。
LLC は、同社プロセスにより 2004 出荷は直ちに開始され、2003年第年までに、
月産数トンのフラーレン 1四半期まで続く。また、各四半期製造が可能と見ている。現在、フ 毎の最低出荷量も決められている。
ラーレンに係る応用特許は2000以 この通信事業者は、Supercon‑
上あり、2004 年における市場規模 ductor Technologies Inc. の超は年間 1 億ドルと見積もられてい 電導フィルターをその通信ネット
る。同社は、現在、パートナーを探 ワークの標準コンポーネントとししているところであり、Fullerene て使用することを決めており、既International Corporation と三 存の地上局の置き換えばかりでな
菱商事の合弁会社と第1号の非排他 く新たな地上局全てにそのフィル的ライセンス契約を締結した。
ターを使用する予定。この購入契[ ビジネストレンド］
超電導速報―世界の動き（２００１年１２月）(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

約により1年強の間に既存のネットワークに組み入れられるフィル
ターの数が2倍になる。これは、超電導フィルター・フロントエンド
システムとしてはこれまでで最大
の受注。
（出典）
"Superconductor Technologies
Inc. Receives PurchaseCommitment for 1,000
SuperFilter(R) Systems from
Major Wireless Carrier"(Superconductor Technologies
Press Release, December 13,
2001)
http://www.suptech.com/
Superconductor Technologies
Inc. (2002 年 1 月 8 日)
Superconductor Technologies
Inc. は、同社社長 CEO M. Peter
Thomasが日本で開催される国際第3世代移動通信サミットの中のパネル "3G Core and Access
Infrastructure" の議長を務めるとともに講演を行う予定であると発表した。このサミットは、第3世
代移動体通信分野で最も重要な国際会議の 1 つであり､2002 年 1 月
15日〜18日、東京の日本コンベン
ション・センターで開催された。
Thomas社長は、カバレッジ、容量、サービス品質改善という観点から
第 3 世代及び第 4 世代のデータ・
ネットワークにおける極低温フロ
ントエンド・システムの役割について講演の予定。
（出典）"Superconductor Technologies
Inc. CEO M. Peter Thomas to
Present at 3G Mobile World
Summit in Tokyo"(Superconductor Technologies
Inc. Press Release, January
8, 2002)
http://www.suptech.com/（ISTEC国際部長

津田井

昭彦）

'02 年２月号‑4‑けられている。
（２）各プロジェク 最初の400kW超電導モータがある。
トへの補助率は、大学などの研究機 これらの成果の一部は、http://
関へは 100% であるが、民間企業に www.nst.com に掲載されている。
対しては約 50% である。
（３）研究（編集局 田中靖三）
開発の中心はドイツで、EU からの助成の他にドイツ連邦教育研究省
欧州連合（EU: European Union） （BMBF）から VDI テクノロジーセン
15 カ国は、2002 年 1 月のユーロ通 ターを通じて年間27.5百万マルク 特 許 情 報
貨流通（ユーロ圏12カ国）により、 （約16.6億円）の補助予算（総予算 ◆平成13年度第3四半期の公開特
新たな歴史的深化を遂げた。現在、 の 0.7%）がある。しかし、英国で 許EU における超電導研究開発は、独 は自主的な補助予算は工学及び物理
平成 13 年 10 月〜 12 月に公開さ立した計画としては存在せず、
行政 科学研究評議会(EPSCR)がもたらす れた ISTEC 出願の特許をお知らせ
府である欧州委員会（European 25.5 万ポンド(約 0.5 億円)に留 します。詳しい内容は特許庁のCommission）の決定した第 5 次フ まっている。
（４）FP5GROWTH 計画 ホームページ内の特許電子図書館
レームワーク(FP5:1998‑2002 年) では、知的生産システム（IMS）を 等の特許データベースをご利用下のもとで研究技術開発部門（RTD）、 通じて予算の約0.5%を上限として さい。
エネルギー部門などが立案した大型 諸外国との共同開発を推奨してい 1)特開 2001‑308399「超電導接合計画からの助成、
欧州各国の補助と る。
：ジョセフ（５）研究開発は、SCENET に代 素子及びその作製方法」
企業の資金並びに国際協力を効率的 表されるような通信技術やネットワ ソン接合の作製の従来法では、下に組み合わせて実効を挙げている。 −ク技術よりも、エネルギー技術の 部電極超電導層と上部電極超電導
EUにおける超電導研究開発プロ 応用技術開発に重点が置かれてい 層間に絶縁膜等の極薄いバリア層
ジェクトは、GROWTH 計画、EESD 計 る。
を形成している。上部と下部の電画などの大型計画の中で枠取されてEUプロジェクトにおける具体的 極材料に異種の酸化物超電導体をい る 。 C O R D I S ( h t t p : / / な成果として、N K T グループと 用いてバリア層の形成過程を省略
www.cordis.lu)と財団法人国際超 P i r e l l i 社との共同開発により 出来るジョセフソン接合の作製方
電導産業技術研究センター（ISTEC） 2001年デンマークのコペンハーゲ 法。
が日本貿易振興会(JETRO)に委託し ン市にEU最初の酸化物超電導ケー 2)特開 2001‑342020「希土類系酸た調査結果によると、
現在進行して ブルの導入がある。
：従来のこのプロジェク 化物超電導体の製造方法」
いるEUの超電導関連研究開発プロ トは、FP5GROWTH の Q‑SECRETS と 方法で作製したバルク状の酸化物
ジェクトは、表に示すように 10 件 OPTIMISE（総額8.2百万ユーロ）か 超電導体には熱処理中の雰囲気ガ程度で、総助成予算 23 百万ユーロ らの助成のもとで要素技術を開発 スの残存や熱分解時の酸素ガスの（約 25 億円）規模である。
し、DanishNKT、デンマークエネル 発泡等が原因で多数の空孔が存在
EUにおける超電導関連プロジェ ギー庁及び Eltra,Elkraft 両電力 している。こうした機械的強度をクトの特徴は、（１）研究技術開発 会社から総額約6億円をもとに応用 劣化させる要因を大幅に改善する
RTD には FP5 総予算(14,960 百万 開発した。また、このFP5GROWTH助 酸化物超電導体の作製方法。
ユーロ)の約 18%（2,700 百万ユー 成の波及効果として、
ドイツ連邦教ロ）が充当され、その約0.15%が超 育研究省（BMBF）の支援のもとで （SRL/ISTEC開発研究部長 中里克
電導関連プロジェクト年間予算に向 ジーメンス社が開発した2001年EU 雄）

E U における超電導関連研究
開発計画− G R O W T H など約 2 5 億円規
模の F P 5 進行中−

EUにおけるFP5超電導関連研究開発
Programme名

Proj 名FP5/GROWTH

Q‑SECRETS

FP5/EESDACROPOLIS

FP5/HUMAN
POTENTIAL
FP5/HUMAN
POTENTIAL
FP5/GROWTH
FP4/BRITE/EURAM3JUELICH
NEUTRONSFOROPTIMISESCENET‑POWER
SUITABLE
BIG‑POWAREADY

BYFAULT

e

代表機関

期間

Twente大(NETHERLAND)FZK(GERMANY)SEA(NORWAY)FZJ(GERMANY)
NST(DENMARK)
CNdR(ITALY)
機能材料ｾﾝﾀｰ(GERMANY)
Pirelli(ITALY)OI‑PLC(UK)

2000.07‑2003.06
2000.10‑
2003.09

2000.09‑
2003.08
2000.03‑
2003.02
1998.10‑
2002.10

ｼｭﾅｲﾀﾞｰ電工(FRANCE)1998.07‑
2002.06

予算,
補助率,
内容
M Euro％2.39
59 SC電力システム
5.15

54 Bi線のACロス低減
SCコイル

2001.11‑2004.032000.01‑
2002.12
延期申請中

0.7

100 中性子研究基盤

5.81

53 PITテープ開発、
HTSMRI開発
EU学術・エネルギー
技術ネットワーク
交流用酸化物テープ開発と実証
Bi‑2223導体用粉末
開発と実証
交流用YBCOテープ
開発、100kVA
変圧器実証
17MVA、3相限流器
用RE系導体作製

1.4
3.86
2

1.86

(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

'02 年２月号‑5‑標準化活動
今月のトピックス−標準競争元年を迎える−
21世紀になって、超電導情報通信分野である超電導フィルタ技術に関する特許係争（訴訟）問題が持ち上がった。21世紀に新しい超電導産業が生まれるとするならば、知的財産権をも含めたこの種の標準競争は避けられないものであり、まさに標準競争元年を迎えたと言ってもよいであろう。かかる標準化環境が変化する中で、超電導製品規格化活動が進められている。
すでに実用化が定着している医療用 MRI 装置、NMR 分析機器など
は2000億円以上の市場規模で発展しているにもかかわらず、少なくとも特許係争や標準競争が表面化した記憶はない。この一つの理由として、これら従来の超電導製品
が独立機能製品（スタンドアロー
ン製品）としてその機能波及効果が限定されていたことを挙げることができる。すなわち、個々の機器は単独で特定された個人、顧客、地域などに対して高度なサービスを提供するに留まっており、その機器の導入が波及的にグローバル
かつ社会的問題にまで発展することがなかったからである。
しかし、超電導フィルタは、IT社会、中でも高度化する新情報通信システムに不可欠な要素機器である。現在の超電導フィルタの市
場はせいぜい十億円程度でありな
がら、係争問題にまで発展するところにこの機器の社会的効果がいかに大きいかが想像されよう。この現象は21世紀型超電導産業の萌芽として、また続いて発生するであろう超電導版標準競争の発端としても重要な位置付けができる。
IEC/TC90 超電導標準化活動は、かかる状況に鑑み2000年度から特許権など知的財産権とも密接に係わりのある超電導製品規格化に対するニーズ調査活動を実施している。従来の標準化活動の成果である超電導関連用語規格並びに試験方法規格を基本として21世紀に不可欠な新環境関連システム、新医療介護システム、新教育システムなどの新情報通信システム並びに新エネルギーシステム、
新交通・物流システムなどの新ライフライン
システムに対応し得る総合的な超電導製品規格を構築すべく作業を進めている。この目的を達成する
ためには、超電導製品個別の市場展開や超電導技術の単独開発の成果に甘んずることなく、まず日本が先導的に超電導製品標準大系を確立し、日本発の技術力と国際技術交渉力を駆使して、従来型のデジュール標準と新たなデファクト標
準との発展的競争環境をコントロー
ルすることが必要である。
この標準競争こそが新超電導産業を創出し、超電導産業の発展に不可欠な原動力であると考える。
（ISTEC 標準部長 田中靖三）

2001 Japan‑EU Workshop
on Superconductivity の報告

平行線に終わってしまったのが事務局としては心残りであった。
欧州には超電導研究者の集まりとして
SCENET という組織があり、EC 主導のもとに結束が硬い。一方日本では、文部科学省系、経済産業省系等の行政上の枠があり、SCENET に相当するような超電導研究を一元的に統括する組織は明確には存在しない。
この辺の事情が欧州側にはなかなか理解できないのが原因である。
どちらが良いか悪いかは別にしても、
今後日本国内で対応を協議すべき問題のように感じた。

物質・材料研究機構
材料基盤研究センター長
戸叶 一正【隔月連載記事】
バルク超電導磁石の誕生
2001 年 12 月 12 日から 14 日にか （ そ の １ ）けて、つくば市の（独）物質・材料研究機構で日本と欧州共同体(EC)の SRL/ISTEC 第 1･3 研究部長
超電導に関するワークショップが開 村上雅人催された。周知のように、日本と米国の間では超電導ワークショップが 1 . は じ め に
本稿は、バルク超電導磁石（bulk
定期的に開催されているが、日本と欧州の間では今回が初めての試みで superconducting magnet）がどのある。今回のワークショップは、旧 ような経緯で誕生したかという歴史その特徴や応用開発の科学技術庁国際課と欧州連合(EU)研 的な背景と、究総局との話し合いで、超電導材料 現状について紹介する6回の連載のの研究開発を協力しながら効率的に 第1回目である。その誕生を知るに進めることを目的として開催が決め は、高温超電導開発の歴史や、そのられたものである。その結果、日本 材料プロセスとピンニング効果の理
側は文部科学省材料推進室が窓口、 解が不可欠である。そこで最初に、物質・材料研究機構が事務局となっ バルク超電導体が歴史の表舞台に登て準備を進めてきた。また、欧州側 場するまでの背景を今回は紹介すある程度基礎的な話が中心にな
は 欧 州 委 員 会 （ E C ） 本 部 の る。
Ageladarakis博士が事務局担当で、 るが、ご容赦願いたい。
超電導が有するゼロ抵抗（zeroParma(Italy)の Marezio 教授が欧州内の研究者の取りまとめを行って resistivity）という特徴と、その本質であるマクロ量子効果
きた。
同時多発テロの影響が心配された （macroscopic quantum effect）
が、欧州側からはほぼ予定通りの は、電力、エレクトロニクス、医療、
20 名の参加があった。Deutcher 交通など数多くの分野に革新的な技
この超電導が持つ魅(Tel Aviv)、Evett(Cambrige)、 術を提供する。
残F r e y h a r d t ( G o e t t i n g e n ) 、 力は多くの人が認識していたが、超電導現象が生じる温度
Flukiger(Geneva)、Weber(Wien) 念ながら、など第一線で活躍中の研究者が多く は、1986 年までは絶対温度 23 度参加したのに加え、特に印象深かっ （23K）が最高であった。そのため、必ず極低温技術がたのは Pirelli、Nexan、Siemens、 超電導応用には、
これがネックとなってNST など企業から多くの参加者が 必要となり、あったことである。日本側からも 超電導応用が進展しなかったのであ80 名（うち講演者 26 名）を超える る。よって、超電導研究者は何とか
多くの参加者があった。
特にMgB2を 高温で超電導になる物質を探そうと発見して最も脚光を浴びている秋光 やっきになっていたのである。
それが、1986年にLa‑Ba‑Cu‑O が先生を始めとして、お声をかけた殆
30Kで超電導になることが発見されどの先生方にご参加を戴き、盛会に続々と高臨界温度超電導体なったことをこの場を借りて感謝し てから、が出現し、Y‑Ba‑Cu‑Oでいっきに液たい。
なお最後に今後の協力関係のあり 体窒素温度77Kを超えるに至って、方を議論するためラウンドテーブル 物理と超電導工学の両分野で大予想を越える
ディスカッションが行われたが、
日 フィーバーとなった。
それがも
欧の研究体制の違いによって議論が 臨界温度のなぞの解明と、(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

'02 年２月号‑6‑たらす新産業革命への期待の大きさ 多くの研究者の主張であった。
3 . 第一種と第二種超電導体
超電導電流は別名、永久電流
が、研究者のみならず、経済界をも超電導体は、
その磁場に対する振巻き込んだ大騒動へと発展していっ （persistent current）と呼ばれ る舞いによって2種類に分類されるている。これは、電気抵抗がゼロの （図1参照）。ひとつは第一種超電導たのである。
状態では、一度流した電流が永久に 体（type I superconductor）と流れ続けるからである。これに対 呼ばれるものである。
2 . 臨界電流問題の勃発
第一種超電導高温超電導体では永久電流状態 体は、超電導フィーバーは、
燎原の火の し、外部磁場を完全に排除するマごとく世界中に広がったが、時をそ が得られないというのが Science イスナー効果（Meissner effect）
れほど待たずして、その将来性に対 誌を中心とする否定派の主張であ あるいは完全反磁性効果（perfect
する危惧の念が各方面から寄せられ る。ところが、その考えの基礎と diamagnetism）を示す。これは、本るようになった。
その主張のひとつ なっている実験の解釈に実は問題が 質的に磁場と超電導状態の相性が悪に、超電導応用にとって重要な臨界 あったのである。
いことに起因している。
彼等の主張は、
高温超電導体の単電流（critical current）が高温
ところが、磁場を排除するために超電導体では本質的に低いという指 結晶（single crystal）を磁場中 は余分な仕事が必要となる。よっで測ると電気抵抗が発生するという て、摘があった。
外部磁場の上昇とともに超電導
これには 状 態 の 自 由 エ ネ ル ギ ー （ f r e e
1988 年に Science や Physics 実験結果に基づいていた。
Todayに高温超電導体は本質的に永 伏線がある。当初、高温超電導体は energy）が大きくなり、ある限界
久電流（persistent current）状 焼結法（sintering method）とい で超電導から常電導に転移する。
こ
この手 の磁場を臨界磁場（H : critical
態ではないという特集記事が寄せら う手法で作製されていたが、cれた。
寄稿した物理学者がいずれも 法で作られた超電導体は多結晶体 field）と呼んでいる。残念ながら、世界的に著名な面々であったため （polycrystalline materials）と Hc は低く、大きいものでも0.1Ｔ程に、
高温超電導体の応用はすでに魅 なり、結晶粒界（grain boundary） 度であった。
これでは使い物になら力のないものという印象を多方面に が存在する。さらに、高温超電導体 ない。
超電導現象を発見したカマリ与えた。しかも Science のタイト の結晶には異方性（anisotropy）が ンオンネス（Kamerlingh‑Onnes）
その両方の効果で臨界電 は、超電導磁石応用を夢見ていた
ルが "Superconductivity: Is the あるため、party over?" という衝撃なもの 流密度が極端に低かったのである。 が、この低い Hc のために、その夢を単結晶を使った実験が必 断念せざるを得なかったのである。
であり、内容はすべて "Yes, the このため、party is over." という否定的な 須と考えられていた。ところが、苦このオンネスの夢をつないだの内容であった。この特集を受けて、 労して作った単結晶でも臨界電流密 が、第二種超電導体（t y p e I I
New York Timesや朝日新聞にも？ 度が低いという悲観的な結果が得ら superconductor）の発見である。
マークつきではあったが、「高温超 れたのである。
実は、この種の超電導体は磁場と共単結晶でさえ駄目なのだから、工 存することが可能なのである。
電導応用は困難か」という記事が低磁
業的に生産される高温超電導体は使 場領域では、載ったのを記憶している。
第一種超電導体と同様
超電導応用にとっては、
抵抗ゼロ い物にならないと判断するのが自然 にマイスナー効果を示すが、下部臨でいかに大電流を流すことができる の成り行きであった。しかし、磁場 界磁場（ H c1 : lower critical
電気抵抗が生じる field）と呼ばれる磁場を境に、外かが重要となる。
いくら臨界温度が 中で測定すれば、高くとも、ゼロ抵抗で流せる電流が のは超電導体ではむしろ当たり前の 部磁場が超電導体内に侵入する。
こ
1Aしかないのでは使いものになら ことなのである。それを説明しよ のおかげで、外部磁場（external
ない。
この電流の最大値を臨界電流 う。
field）を排除するためのエネル（critical current）と呼んでいギーが緩和され、強磁場中でも超電る。
これが極端に小さいというのが導状態が生き残ることになる。
この第一種超伝導体
第 一 種 超 電 導 体（玉砕型）（玉 砕 型 ）第二 種 超 電 導 体
第二種超伝導体（妥協型）（妥 協 型 ）

マイスナー
効果
マイスナー
効果

混合状態

磁場と超伝導磁 場 と 超 電 導
がが共存
共 存

常伝導
常 電 導

常伝導
常 電 導

図１ 第一種超電導体と第二種超電導体の外部磁場に対する応答の違い(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

'02 年２月号‑7‑時 、 侵 入 し た 磁 場 は 量 子 化 なる。つまり、高温超電導体の単結
磁場中で電気抵抗を測（quantization）され、1 本 1 本数 晶を使って、えることができる。
これを量子化磁 定したら抵抗が発生するのはごくご
束（quantized fluxoid）あるい く当たり前の話なのである。
このように、混合状態では超電導
は渦糸（vortex）と呼んでいる。ま
電気抵抗
た、磁束が侵入した領域では超電導 状態が生き残っていても、が壊れ常電導状態となっているが、 が発生する。とすれば、オンネスの残りの部分は超電導状態のままであ 夢は適わぬ夢として潰えてしまうのる。
つまり超電導と常電導が共存で であろうか。実は、これにはピンニ
きるのである。
この状態を混合状態 ング効果（pinning effect）といこの（mixed state）と呼んでいる。外 う救世主が存在したのである。
部磁場が増えれば、それだけ磁束の 続きは次回にゆずる。
本数が増え、
やがて超電導体がすべて磁束で埋め尽くされたところで常電導に転移する。
この磁場を上部臨
界磁場（ H c2 : upper criticalfield）と呼んでいるが、Hc2は数10Tにも達する。
しかしながら，
オンネスの夢は再び危機を迎えることになる。それは、混合状態で電流を流すと、電気抵抗がゼロにはならないという事実である。混合状態では、電流は電気「読者の広場」は、読者のみなさ
抵抗のない超電導領域を流れるので んが作っていくコーナーです。
あるが、磁場と電流が共存すると超電導に関して、さまざまな立場
ローレンツ（Lorentz）力が発生す や角度から見た意見の投稿等を掲載る。そして、混合状態では量子化磁 するなど、情報の一方通行や偏った束にローレンツ力が働き、磁束が運 （誤った）認識を避けるべく、コ動するのである（図 2 参照）。磁束 ミュニケーションの場として活用すの内部には常電導状態の電子がある ることを目的としております。
から、その運動はまさつを生じ、結超電導を学術・専門的だけでな
果的に電気抵抗が発生する。しか く、
ビジネス分野から未来の世界まし、電気抵抗が発生したからと言っ で夢を語れるようなそんなコーナーて、
超電導状態が壊れているのでは にできればと考えます。
ない。
あくまでも磁束が運動することが原因で電気抵抗が発生している ＊編集局ではみなさんの投稿をお待のである。このため、この電気抵抗 ちしております。
を磁束流抵抗（f l u x
flow
resistivity）と呼んでいる。
ここで、高温超電導体の話題に一
e‑mail to:
時戻ろう。
高温超電導体は第二種超電導体に属している。よって、混合
web21@istec.or.jp
状態では磁束流抵抗が生じることに
磁束

磁場

磁場(B)
電流

読者の広場
（Ｑ＆Ａ）
Q: 普通の永久磁石と超電導磁石などはどう違うのですか？
A: 永久磁石の磁場は、永久磁石を構成する元素が本質的に持っている「スピン」と呼ばれるミクロ磁石の性質に起因しています。このため、その磁場には上限があり、2T程度と考えられています。電磁石あるいは超電導電磁石は、銅線や超電導線をコイルに巻いて、「電流」を流して磁石化するもので、磁場発生の原理は同じものです。ただし、普通の電磁石
では銅の抵抗のため発熱が生じますので、高い磁場を発生することが難
しく、大規模な冷却設備がなければ1〜2T程度が限界です。
これに対し、
臨界温度以下に冷却する必要はありますが、超電導コイル磁石では発熱がありませんので、最高で 23T 程度の磁場を発生するものも開発されています。最近、話題を呼んでいるバ
ルク超電導磁石は、電磁誘導によってバルク超電導体内に誘導された電流が、超電導が有するゼロ抵抗のおかげで、減衰せずにそのまま流れ続ける性質を利用したものです。この場合も、本質的には電流がつくる磁場によって磁石化されます。バルク
超電導磁石では最高で15T程度の磁場を発生するものが開発されています。
（回答者：SRL/ISTEC
長 村上雅人）第 1･3 研究部

超電導 W e b 2 1 2 0 0 2 年 2 月号
2002 年 2 発行
＜発行者＞
財団法人
国際超電導産業技術研究センター内
超電導 Web21 編集局〒 105‑0004
港区新橋5‑34‑3 栄進開発ビル6F
Tel(03)‑3431‑4002
Fax(03)‑3431‑4044

I S T E C のﾎ ｰ ﾑ ﾍ ﾟ ｰ ｼ ﾞ
http://www.istec.or.jp
ローレンツ力(FL )電流超電導関連ホームページへのリンク○超電導情報研究会(スーパーコム)
http://www.appchem.t.u‑tokyo.ac.jp/
appchem/labs/kitazawa/SUPERCOM/

超電導体
図2 混合状態にある第二種超電導体に電流を流すと、超電導領域
を流れるが、磁場との相互作用で磁束にローレンツ力が作用する。
この影響で磁束が運動してしまい、電気抵抗が発生する。
(c) ISTEC 2002 All rights reserved.

この「超電導 Web21」は、競輪の補助金を受けて作成したものです。

'02 年２月号‑8‑