超伝導とは、超伝導体と呼ばれる物質を十分に低い温度まで冷やしたときに電気抵抗 (電気の流れにくさ)がゼロになる現象のことです。つまり、電気が非常に流れやすい現 象のことです。                                  電気を運ぶ電線には、電気抵抗が小さい物質として銅がよく使用されていますが、どうし ても発熱が生じてしまい電気のエネルギーの一部は運ぶ途中で失われてしまいます。そこ で超伝導を利用すれば、電気を失うことなく運ぶことが出来るのです。しかし現在の研究   技術では超伝導の状態にするために低い温度まで冷やさなければいけません。          実はつい最近2020年10月に、267GPaの圧力をかけると室温に近い15℃という温度で 超伝導状態にすることが出来たという研究結果が報告されています。ここで267GPaとはどの ぐらいの圧力なのかというと、地球の大気圧は1023hPaなので、その100万倍以上の圧力 となります。もしこれが大気圧でも実現できるとなれば、ものすごい発見ですよね。そん な未来もそう遠くないのかもしれませんね。                    

超伝導体は外からの磁束を内部から完全に排除するマイスナー効果(完全反磁性)とい う性質を持っています。このため、超伝導体に永久磁石を近づけると、内部に磁束を 侵入させないようにと反発して、磁石から離れようとする力が働きます。  

 超伝導体は第一種超伝導体と第二種超伝導体の2つのグループに分けられます。第一種 超伝導体は、外部から磁場をかけるとある磁場までは上記のマイスナー効果を維持しますが、 それを超えてしまうと超伝導体が破壊されてしまいます。(外の磁束が内部に入り込んでし    まい超伝導状態ではなくなってしまうこと。常伝導状態と呼ばれる)               それに対し第二種超伝導体は、ある磁場を超えると磁束が部分的に内部に侵入しま す。ところどころに磁束が通り抜けてしまいますが、周りは超伝導であるため磁束はそこ から動くことはできません。そのため、ピン止めされたように動けなくなってしまいます。 この現象をピン止め効果といいます。                       




このマイスナー効果とピン止め効果により、十分に冷やした超伝導体の上で、 磁石を浮かせることができます。(磁気浮上)  


超伝導が利用されているもので有名なのは、2027年の品川~名古屋間開業を目指して、建 設を進めているリニア中央新幹線です。磁石が吸引・反発する作用を使い、車両を10cm程度浮 かし、最高500km/hで走行します。超伝導線(超伝導のコイル)で作った電磁石が使われ ていて、超伝導線のメリットは、線を細くできる、電力を使わずに高い磁場を維持できる、           などがあります。この新幹線は東京(品川)~名古屋間を40分で結ぶ計画だそうです。                                  







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