超電導磁石とは?
ちょうでんどうじしゃく
超電導磁石とは、超電導現象を利用して電気抵抗をゼロにし、通常の電磁石では実現できない強力な磁場を生み出す磁石のことです。
超電導磁石とは、特定の温度(臨界温度)以下に冷却することで電気抵抗がゼロになる「超電導現象」を利用した電磁石のことです。電気抵抗がないためコイルに大電流を流しても発熱がなく、通常の電磁石では実現できない極めて強力な磁場を継続的に発生させることができます。
超電導磁石の主な仕組みは以下のとおりです。
- ニオブチタン(NbTi)やニオブスズ(Nb₃Sn)などの超電導材料でコイルを作製する
- 液体ヘリウム(約マイナス269℃)や液体窒素で材料を臨界温度以下に冷却する
- 電気抵抗ゼロの状態で大電流を流し、強力な磁場を発生・維持する
超電導磁石は乗り物の分野では特にリニアモーターカー(磁気浮上式鉄道)に欠かせない技術です。JR東海が開発するLOサイドの超電導リニアでは、車両底部に搭載した超電導磁石によって車体を地上ガイドウェイから浮上させ、非接触で推進力を得ることで時速500km以上の走行を実現しています。地上側の超電導磁石との反発・吸引を組み合わせて浮上・推進・案内の3機能を同時に果たします。
また医療分野では、MRI(磁気共鳴画像法)の磁石としても超電導磁石が広く使われています。近年は冷却が比較的容易な高温超電導材料の研究が進んでおり、将来的なコスト低減と応用拡大が期待されています。
使い方・例文
リニア中央新幹線の車両には超電導磁石が搭載されており、その強力な磁場によって車体がレールから浮上したまま時速500km超で走行できます。
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