特別論文

超電導国際標準化活動の現状佐藤謙一Present Status of International Standardization Activities for Superconductivity ─ by Ken-ichi Sato ─ This yearcelebrates the centennial anniversary of the discovery of superconductivity by Prof. Heike Kamerlingh Onnes in1911. High-temperature superconductivity (HTS) was also discovered 25 years ago, and its actual implementation
has just started. The International Electrotechnical Commission (IEC) has promoted the standardization ofsuperconductivity since the foundation of Technical Committee 90 in 1989. This paper describes the present statusof international efforts to standardize superconductivity and gives a future perspective on standardization.
Keywords: standards, superconductor, superconductivity, cable, wire

1.

緒

言

超電導と IEC の歴史を見ると、興味深いことに気づく。
それぞれの重要な出来事を年代順に並べてみると、以下の8.5 ％）で、日仏独英米の五ヶ国が同額を分担している。
IEC の 中 で は 標 準 管 理 評 議 会 （ Standardization
Management Board: SMB）が具体的な規格に関する業務ようになる。
1906 年： IEC（国際電気標準会議）創設、を扱い、そのもとで個々の規格開発は専門委員会

初代 President は Lord Kelvin、（Technical Committee: TC）が執り行う。現在、TC と1908 年：オランダ・ライデン大学の Heike Kamerlingh

して 94、その下部組織として必要に応じ設置する分科委員

Onnes がヘリウムの液化に成功、会 （Subcommittee: SC）が 80 となっている。TC、SC

1910 年：日本、IEC に加盟、ともに幹事国が規格開発の活発な遂行が行われるよう責任1911 年： Heike Kamerlingh Onnes が超電導現象を発見、を持って当たる。TC の議長は、幹事国の指名に基づき1986 年：I BM ・チューリッヒの J. G. Bednorz と K. A.

SMB が任命する。議長は TC の運営全般について責任を負い、幹事国以外の国からの任命が望ましい、とされている。

Müller が高温超電導発見、
1989 年：I EC ・総会において TC90: Superconductivity

特定の作業、例えば、ビスマス系超電導線の室温引っ張り試験、といった規格開発には作業グループ（Workingの設立、とそれぞれの重要なイベントが重なり合っていることがgroup: WG）がその任に当たる。新規に特定の作業を始める時は、新規作業項目提案（New Work Item Proposal:判る。

NWIP）を行い、それぞれの TC において積極的に規格開2.

発に参加する Participating Member（P-member）のう

超電導国際標準化に関わる機関

ちの過半数の賛成と規格開発に賛同する国からの一定数の超電導分野に関わる国際機関としては、国際規格の作成専門家の指名（P-member の数により決まる。TC90 の場、また関連分野での技術的諸問題を検合は 4 カ国）を必要とする。TC90 の場合では現在表 1 に機関としての IEC（1）討している国際機関としては材料に関しては Versailles
Project on Advanced Materials and Standards（2）（VAMAS と略称する）および電力システムについては国際大電力システム会議（International Council on Large
Electric Systems、CIGRE と略称する）がある。

（3）

2−1

IEC の概要

スイスのジュネーブに本部を置く非政府機構である。正会員は 60 ヶ国で日本は日本工業標準示す 13 の WG が活動しており、参加者の延べ人員は約150 名である。表 2 に各 WG の現在の Convenor（WG の委員長）と WG 参加人員を示す。

IEC における国際規格（International Standard: IS）の発行件数は、366 〜 483 件／年（2006 〜 2010）であり、NWIP 発行件数は 163 〜 176 件／年（2006 〜 2010）である。
表 3 に代表的な各国の幹事国引受け数、新規作業項目提調査会（JISC）が会員である。年間の財政は 1,960 万 SFr

案数をまとめる。日本は NWIP 提案件数でトップクラスで（約 18 億円）であり、その 52 ％は各国の分担金で賄われてある。中国や韓国も NWIP 提案数で見ると国際標準化活動いる。2011 年の日本分担金は 88.4 万 SFr（分担金全体のに力を入れていることが分かる。

2 0 1 2 年 1 月・ S E I テ クニ カ ル レ ビ ュ ー ・ 第 1 8 0 号 −（1）−表1

TC90 の作業グループ（WG）

WG

名

表3

IEC における各国の幹事国引受け数（2011 年 2 月時点）および新規作業項目提案数（2008-2010）

称

1用語

2NbTi 超電導線の臨界電流測定法

3酸化物超電導線の臨界電流測定法

Germany

4Cu/NbTi と Nb3Sn 超電導線の残留抵抗比測定法

5

幹事国引受け数

国

新規作業項目提案

TCSC計

‘ 08

‘ 09

‘ 10

計

18163427192268France

816241311428

複合超電導線の引っ張り試験方法と電磁機械的特性

U.S.A.

131124321029716

複合超電導線のマトリックス比測定法

U.K.

11819946197

Nb3Sn 超電導線の臨界電流測定法

Japan

7815282321728

電気的特性測定方法

Italy

76136312219

超電導線の交流損失測定方法

Sweden33652−710

超電導バルクの捕捉磁場測定法

China

4152118125111

複合超電導線の臨界温度測定方法

Spain

224−−−−12電流リード

Switzerland

22424612

実用的超電導線の一般的特性

Canada3032518

Rep. of Korea

21312222155

13

表2WG

TC90 の WG 構成

Convenor

表4Member1

松下照男（JP）

L. Cooley（US）

82

L. F. Goodrich（US）

長村光造（JP）

93

西島元（JP）−

154

D. H. Kim（KR）

松下照男（JP）

55

長村光造（JP）

H. S. Shin（KR）

136

新冨孝和（JP）−

47

J. Parrell（US）

西島元（JP）

108

幸坂紳（JP）

S. Y. Lee（KR）

179

E. W. Collings（US）

船木和夫（JP）

1010村上雅人（JP）−

811中尾公一（JP）

K. W. Lee（KR）

1012

三戸利行（JP）−

813

長村光造（JP）−

7VAMAS-TWA16 の現状

WG

名称

WG1-1

Bending strain effect

WG1-2

Tc

WG1-3

Irreversibility field

WG1-4

AC loss

WG-2: Bulk

WG2-1

Trapped field

WG-3: Thin film

WG3-1

Surface resistance

WG-4: Mechanicalproperty

WG4-1

BSCCO Mechanicalproperty

WG4-2

Nb3Sn Tensile test

WG-1: Wire and tape

TC90 で 国 際 規 格 と し て 発 行 さ れ た も の の 中 で はVAMAS で技術的諸問題が検討され、その結果を受けて国際規格として完成されたものが半数を占めている。国際規格として作成準備を始める前段階で学術的な検討が十分行

1982 年のフランスでのヴェルわれている必要があること、また国際的にも仕事の重複をサイユサミットで経済再活性化に重要な役割を果たす科学避けて効率的に規格作成をする必要があることから IEC と技術の振興と国際協力を促すため作業部会の設置が合意さしては規格開発の初期段階から他機関とのリエゾン関係をれ、先進材料と標準化の準備的研究（Pre-standardization）

作ることを推奨している。

2−2

VAMAS の概要に係わる国際的な活動がスタートし VAMAS は 1986 年から活動している。

VAMAS-TWA16 の議長は日本の物質・材料研究機構の北口仁ユニット長である。VAMAS-TWA16 では現在 4 つ

当初は Technical Working Area（TWA）6 として、超の WG を運営しており、VAMAS 非参加国も含め 15 カ国、電導材料と低温用構造材料を受け持つグループを形成して約 100 名の研究者が参加している（4）。VAMAS-TWA16 のいたが 1993 年に TWA16 として超電導材料を専門に扱う

WG 活動の現状を表 4 にまとめる。

こととなった。VAMAS は、IEC/TC90 が設立された 1989
年から正式なリエゾン団体として IEC に登録されている。

2−3

CIGRE の概要

IEC の設立後に技術開発の進展が著しい送変電分野での技術的諸問題を議論するための非VAMAS の参加国は、現在、オーストラリア、ブラジル、営利の民間団体としてフランスの Jean T. Laspiere 氏にカナダ、台湾、フランス、ドイツ、インド、イタリア、日本、よって 1921 年に設立された。個人ベースでの討議を基本

メキシコ、南アフリカ、韓国、英国、米国、EC である。としており、団体会員、教育機関会員、個人会員の併せて−（2）− 超電導国際標準化活動の現状

6,400 に近い会員数を数える。CIGRE での実際の検討は研試験評価方法についての国際規格を発行した。

究委員会 （Study Committee: SC）の中で行われている。

この 5 年ほどのトピックスとしては、以下の諸点をあげ

現在の SC の中で超電導分野と関係が出てくると考えられることが出来る。

るのは、A3 ：高電圧機器、B2 ：絶縁ケーブル、D1 ：材料（1）時代の要請に従って、「正確さ」「精度」の表現から、と新技術、の三つである。

「不確かさ」へと変更することを決めたこと、これらの SC では合意された調査項目に対して WG を設（2）国際規格作成の必要性やタイミングなどを世界の研立し、3-5 年のスケジュールで該当分野の調査研究を行い、究者の意識にあわせるため、主な国際学術会議と並調査レポートを発行して活動を終え、必要があれば次ス行して超電導標準化パネルを開催し、討論の場を設テップの調査研究へと移行する。

けてきたこと、

例えば現在は、WG A3.23: Application and feasibility of（3）ほぼ 2 年毎に開催する TC90 総会に先立ってミニシfault current limiters in power systems、WG B1.31:

ンポジウムを開催し、総会参加者の議論の場を十分

Testing of superconducting cable systems、WG D1.38:取るようにしたこと、Emerging test techniques common to high temperature（4）機器・部品レベルの標準化を技術の進展に併せて IEC

superconducting（HTS）power applications、などが活動

内部の製品を扱う TC との連携を図ってきたこと、をしている。

（5）外部の連携すべき関連団体として、VAMAS にプラ

CIGRE そのものは規格作成の場でなく現状調査や技術問スして CIGRE との連携を模索してきたこと、等で題を討議する場である。従って、IEC から見ると VAMASある。と同様、標準化の準備的研究を行ってもらう場と言える。

上記の一例として超電導ケーブルの標準化への取組を述べる。IEC の中には、TC20: Electric cables が既に存在し、3.

従来の電力ケーブルの標準化を担当してきた。世界の超電超電導国際標準化の現状導ケーブルの開発が進展し、実際の電力網での評価試験が1989 年に設立されて以来、TC90 では用語（IEC 60050-

欧米やアジアでも実施され、実用化への取り組みが始まろ815）を皮切りに現在までに 15 件の IEC 規格を発行してきうとしている中で国際標準化を考えると、TC90 だけではた。主に特性測定方法を中心とし、金属系超電導線、高温なく TC20 との連携を考えて共同歩調を取ることがスムー

超電導線、薄膜を用いるエレクトロニクス特性の測定評価

スに国際規格作成へとつながると考えられる。表 5 には現方法である。2010 年には機器・部品レベルの電流リードの表5USA

EU

ChinaKorea

主な超電導ケーブルのプロジェクト（◎： DI-BSCCO）

WireStage

VoltagekV

CurrentkA

Lengthm

Site

TEPCO/SEI66

1100Lab◎●Finished

Chubu (DC)202200Lab◎●In operation

Area

Japan

在の主な超電導ケーブルのプロジェクトを示す。そこでProject

ISTEC

Bi

66/275

5/3

15/30

Lab

Yokohama

663250Grid◎

Albany34.5

0.8350

Grid

◎

Ohio

13.23200

Grid

●

LIPA

138

2.4600

Grid

●

Hydra

13.8

4200

Grid

Denmark

30

0.230

Grid

Amsterdam

5036000

Grid

VNIIKP20

1.4200Grid◎

Yunnan35233.5

Grid

Lanzhu

10.5

1.575

IEE/CAS (DC)

1.3

10380

KEPCO

22.9

1.25

DAPAS1

22.9

1.25

DAPAS2154

GENI

22.9

Y

●R&D

NoteDemo●Plan●

Plan to Grid●

Finished●

In operation●

In operation

●

Plan

●

Finished●

Plan●

Plan to Grid●●

In operation

Factory●●

Super substation

Factory◎●

Plan to install

100Lab◎●In operation

100

Lab

●

●

In operation

3.75

30Lab●

●

Plan

1.25

410

Grid

●

●
●

●

●

Plan to Grid2 0 1 2 年 1 月・ S E I テ クニ カ ル レ ビ ュ ー ・ 第 1 8 0 号 −（3）−2008 年から TC20 との話し合いを始め、連携して CIGREれ、全体像を把握しながら規格を見て行こうとの方針も打に準備的研究を依頼した。これにより、前項で紹介した

ちだされている。

WG B1.38 が設立され、超電導ケーブルシステムの試験方

上記のような超電導分野での幅広い応用製品開発の動法に関する準備的研究がスタートされた。この動きをまと向、国際標準化の進め方の中での IEC の動向を考えると、めて図 1 に示す。2012 年には、TC20/TC90 の共同プロ

今後は今まで超電導分野にはなじみのない人にも理解しやジェクトチームにより IEC としての国際規格作成への歩みすく使いやすい規格の作成、全体像を理解しやすい規格体がすすめられる予定である。

系 の 再 構 築 が 必 要 と 考 え ら れ る 。 2011 年 に 発 足 し た
WG13 はその初めてのケースとして、上記の方向性を踏まえた「実用超電導線の一般特性」と題したアプローチを始めている。

“CIGRE SC B1: Insulated Cables”は超電導ケーブルのためのTask Force設立：2008→WG B.31設立：Testing of superconducting
cable system (2010-2013)

5.

1

図14.

言

我が国では欧米に比べて国際標準化活動への取組が遅れ“IEC/TC20: Electric Cables”と“IEC/TC90: Superconductivity”が共同で“CIGRE”にPre-standard調査を依頼（2008）
Joint Project Teamを設立予定（2012）

結ているという一般的な認識があるが、超電導分野では日本
2超電導ケーブルの国際規格へ向けての動きが新規作業項目の大多数を提案してリードしてきている。
これは経済産業省を始め、関係者の皆様の今まで御支援・御指導があってのものである。この場を借りて社内外の関係者の皆様に深く感謝いたします。

今後の展望
超電導分野での動きの中では、金属系超電導線を用いた医療用 MRI、分析機器である NMR、加速器などでの超電導機器が不可欠の技術として長年の実使用に貢献してき

参考

文

献

（1） http://www.iec.ch/（2） http://www.vamas.org/

た。今後はさらに高温超電導線を用いた電力ケーブル、運（3） http://www.cigre.org/

輸機器、モータ、製造現場での高磁場マグネットなどに実（4） 北口仁、西島元：私信用化が迫ってきている。またセンサとしてこれまでの技術では不可能なセンシングが超電導を用いて可能となってきている。
このように今までのユーザとは異なる幅広い人々に超電導機器が使われる時代になってきた。表 6 には、代表的な五つの分野における超電導応用製品を示す。

超電導分野における国際標準化活動はその時々に応じたアイテムを国際規格として作業を進めてきたので、システム的な発想によって全体が構成できているとは言い難い面があることは免れない。
IEC の中では個々の規格作成をまず考えるのではなく、「システムアプローチ」という方向性が 2010 年に打ち出さ
表6分野

超電導応用分野

具体例

電力分野

電力ケーブル（交流、直流）、限流器、変圧器、SMES

運輸分野

マグレブ、船舶用モータ、超電導電気自動車

ユビキタス データーセンター直流給電、マイクロ波フィルター
生産分野

超電導磁気式ビッレトヒータ、
B-H カーブトレーサー、Si 単結晶引き上げ装置

医療と分析 MRI, NMR−（4）− 超電導国際標準化活動の現状

執筆

佐藤者 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------謙 一 ：フェロー
材料技術研究開発本部
超電導担当技師長
工学博士
超電導線と超電導機器の開発に従事-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------