超導開發的現狀和未來
關于Y系 線材開發中一個重要的指標——IcXL值,至今為止,日本滕倉研究的467(KAm)為 高值。以前,這個數值在日本和美國之間展開了激烈的研究競爭。但是近,這個勢力圖發生了很大的變化,這源自于韓國SuNAM公司的崛起。去年秋天以后,該公司急速加強對長尺寸線材的開發力度,今年(2012年)1月份,該公司研究出的IcXL值為422(KAm),成為繼日本滕倉后研究出的 第二大值。據悉,是因為該國國家政策有所強化,預計今后,韓國將成為僅次于日本和美國的新興第三極 研究國家。
另一方面,以IcXL值研究小有成果的日本和美國為線材開發的基點,近來強烈意識到各種應用設備向謀求線材性能變好的技術研發轉變。具體而言,輸電變壓器交流損失很小,在SMES、NMR等高磁場特性、旋轉機器設備方面,機械性的高強度很有必要。此外,共通的低成本線材需要的東西*。對于這些要素,要加大增強性能的技術開發力度。關于加強磁場中的特性,近,我們發現比BaZrO3等更為有效的材料BaHFO3。使用這種材料添加的Target,通過PLD法制作的 線材,看不到其他材料厚膜時磁場中特性低下。2.9um的厚線材,能得到8/cm寬@77K,3T這個非常高的特性。作為事物的起點,BaHFO3通過桿長變短等組織,可以確認隨著膜厚組織變化變小。此外,在交流損耗小技術方面,切割線的制作和價格技術發展顯著。例如,50m長5mm寬的MOD線材切割成5份加工,能抑制特性低下,減少1/5的損耗。尺寸較短的10等分,也能減少1/10的損耗。而且,近作為Y系 線材的課題被大書特書的剝離強度問題,也有了一個較為系統的解析。通過不同的材料和過程,進行的線材剝離試驗,弄清剝離的起點,就可以看出被集中到三處地方這一大致區別。其中,進行MOD 層的過程改善,通過除去這一層的起點,能實現60mpa以上的高剝離強度。
和上述線材研究開發同時進行的機器研發的成果一起,研發進展到能實際證明機器上使用Y系線材的好處。但是,競爭機器正在進行開發,為了展示壓倒性優勢,實現更多機器 化,非常有必要研發出有一個質的飛躍的 線材。這種線材被定義為第三代線材,定位在能超越開發界限的劃時代的高性能、低成本的線材。在去年(2011年)秋天的ISS上,日本提出這個概念。但是今年,美國也同樣交出了開發超高性能線材必要性的提案。具體的特性水平為Ic≥2000A@77K,s.f.和Ic≥500A@65K,5T等等。這里需要大家多多關注的是(容易讓人誤解的)例如,2000A,不是作為運轉電流使用的研究。有考慮能源回收和Je界限等的運轉電流,希望能通過提高Ic大幅降低負荷率,降低由此產生的交流損耗。此外,提高磁場中的特性等,必要的電流值能通過穩定的、冷卻負擔較小的高溫使用這樣的好處。近,醫療用的加速器等也被納入使用范圍,為創造出均一磁場的超均一線材非常有必要。此外,希望和實用中可稱之為重要的降低成本一起,有一個質的提升。