調査研究会 調査テーマ

調査研究会 規程

2022年度の調査研究会について

2022年度の調査研究会は下記の通り決定しました。これらの調査研究会への参加は申込制(3月31日締切)です。
調査研究会への参加申込および内容等のお問合わせは、各調査研究会主査または幹事までお願いいたします。

2022年度の主なスケジュール
テーマの公示・会員の募集 2022年1月(「低温工学」57巻1号)
2022年度活動報告の提出締切 2023年4月(「低温工学」58巻3号に掲載予定)

調査研究会 調査テーマ(2022年度)

中温度域超伝導材料の性能向上と実用化に関する調査研究会(2020〜2022年度)

超電導回転機の冷却技術に関する調査研究会(2021〜2023年度)

カーボンニュートラルに向けた核融合研究の新展開に関する調査研究会(2022~2024年度)

野外磁場印加用超大型コイルの設計研究(2022~2024年度)

時空間変調磁場の制御と応用に関する調査研究会(2022~2024年度)

調査研究会 詳細(2022年度)

中温度域超伝導材料の性能向上と実用化に関する調査研究会 (2020〜2022年度) 継続 年2回開催
主査 吉田 良行(産業技術総合研究所)
幹事 井上 昌睦(福岡工業大学)
松本 明善(物質・材料研究機構)
土屋 雄司(名古屋大学)
目的 近年、液体ヘリウムフリーでの運用を目指した応用機器の検討が進められ、その試作機の設計・作製等が行われている。それらの機器で対象となる温度域は、液体ヘリウム温度以上から液体窒素温度以下と幅広く、また、競合する材料も、MgB2やBi2223、RE123、鉄系超伝導体の線材や薄膜、バルクと種々に亘るため、機器の動作環境も含めた最適設計においては各種材料の実用性能を広範な温度領域で比較する必要がある。しかしながら、通常の学会活動においては材料開発と応用機器開発とが分かれて議論されることが多く、更には材料間の枠を超えた議論の機会も少ない。そこで我々は、2017〜2019年度に「中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会」を実施し、各種線材材料、バルク材料の電磁気特性、機械特性、機器開発等に関する最新の動向調査を行ってきた。その中で、種々の超伝導材料の実用性能について、その実現可能性と機器応用への適用性を調査し、材料性能とのギャップを認識することが重要であることが確認された。以上の背景をもとに、中温度域が対象となる種々の超伝導材料の性能向上とその実用化に向けての可能性と機器への適用性を含めて調査・議論する研究会の継続を申請する。
超電導回転機の冷却技術に関する調査研究会 (2021〜2023年度) 新規 年2回開催
主査 白井 康之(京都大学)
幹事 寺尾 悠(東京大学)
福井 聡(新潟大学)
古瀬 充穂(産業技術総合研究所)
目的 超電導回転機(モータ/発電機)は通常の回転機と比較して、軽量・コンパクト化が可能であるというポテンシャルを秘めており、今日に至るまでに電力系統用(Super-GM)や船舶、自動車、風力発電機など様々な分野への応用が期待され、研究開発が行われてきた。特に近年は、電動航空旅客機等への応用も視野に入れた研究が、世界各国で活発に行われてきている。
 超電導回転機の構造としては、回転子の界磁部分のみを超電導化した「界磁超電導構造」や、界磁と電機子巻線の両方を超電導化した「全超電導構造」など種々の構造が存在する。またこれらに使用される超電導線材も古くはニオブチタンに始まり、イットリウム系、ビスマス系、MgB2線材やバルク超電導体など、その選択肢は多岐に渡る。
 その一方、超電導回転機の実現には、通常の回転機にはない様々な要素技術の開発が必要であり、特に「冷却技術」は非常に重要な技術開発分野の一つである。以前に国家プロジェクトとして実証試験が行われた「Super-GM」では液体ヘリウム冷却による回転子冷却方式が採用された。近年では、高温超電導線材の特徴を活かすべく、冷却方式も液体窒素、液体水素、冷凍機利用など、各研究グループで幅広く検討が行われている。また、極低温にさらされる軸受部やシール部等の周辺技術については、公開されている情報が少なく、技術的到達度を確認することが重要である。
 上記のような状況を鑑み、本調査研究会は、超電導回転機の冷却技術および周辺技術に関して、国内外での研究開発の現状を調査し体系化してまとめることにより、今後の超電導回転機の実用化の促進に寄与することを目的とする。
カーボンニュートラルに向けた核融合研究の新展開に関する調査研究会 (2022~2024年度) 新規 年2回開催
主査 平野 直樹(核融合科学研究所)
幹事 仲村 直子(前川製作所)
目的 カーボンニュートラルの観点から、核融合発電の早期実現への期待が高まっており、大型プロジェクトに加えてベンチャー企業による小型核融合発電炉の研究開発が進められている状況にある。一方で、既存の火力発電や将来の核融合発電などの大規模発電は、太陽光や風力発電など出力が変動する再生可能エネルギーによる発電と共存共栄を図ることが不可欠である。その一方策として、水素を媒介とした電力の需給調整技術がある。これまで、核融合で得られる熱は電気エネルギーとして利用することが前提であったが、核融合炉からの熱出力を利用して水素を効率よく製造できる可能性もあることから、電気出力一辺倒であった核融合技術の新規出力形態を検討することは、核融合技術の社会実装を目指す上で重要である。また、得られた水素を液体水素の形で取り扱うことで、その冷熱を超伝導機器の冷却に適用するなど有効活用でき、これによりSMESでの短時間繰り返しの電力需給調整を行うことが可能となる。加えて、液体水素による大容量エネルギー長期貯蔵により、今後、電力系統の安定化に求められる季節間の需給調整に寄与できることも期待される。本研究会は、上記の背景により、核融合工学の関係者にとどまらず、電力系統の研究開発者や、水素研究開発関係者、熱マネジメントの関係者など、幅広い参加者で構成し、最近の核融合研究の状況把握やCO2削減効果、競合技術とのコスト比較などの調査を行い、核融合技術の社会実装のあり方、新展開について深く議論することを目的とする。
野外磁場印加用超大型コイルの設計研究 (2022~2024年度) 新規 年2回開催
主査 熊倉 浩明(物質・材料研究機構)
幹事 廣田 恵(艦船磁気・水中電界研究会)
目的 鉄鋼材で構成された大型構造物の磁化を低減するため超大型コイルを野外に建造して低周波大磁場を発生する。交流消磁と呼ばれる方法により、超大型コイルを構成する超伝導電線に大電流を流し、極性を反転しつつ最大印加磁場強度を漸減することによって大型構造物の永久磁気分を漸減する。大電流による最大磁場、かつ時間変化する磁場発生を可能とする超伝導電線、冷却システム、導体支持構造、電源システムを調査研究し、その実現可能な性能、規模、維持管理、建設を含めた費用等を求める。この調査研究により超伝導電線の新たな応用が開かれる。  なお、調査研究会の会合は低温工学会・超電導学会等と同時実施し、関係技術の研究者の参加を容易とする。
時空間変調磁場の制御と応用に関する調査研究会 (2022~2024年度) 新規 年3回開催
主査 廣田 憲之(物質・材料研究機構)
幹事 堀井 滋(京都先端科学大学)
秋山 庸子(大阪大学)
三島 史人(福井工業大学)
目的 冷凍機で冷却する超伝導磁石が実現してから四半世紀以上が経過した。低温技術に関する知識や冷媒の取り扱い設備が不要となったことで、幅広い分野に高磁場の利用が普及し、現在では、他の多くの環境パラメータと同様に、高磁場が一つの制御手段として比較的手軽に各種研究に利用されるようになった。物質・生体の形態制御や分離・分析技術などの応用研究や、物質間・分子間磁気相互作用などを使った物理的・化学的基礎研究など磁場利用が広がっている。それに伴って、ユーザーが求める磁場環境も多様化し、空間分布の利用や、時間的変動の活用など、必要とする磁場のニーズは用途によって大きく異なってきており、磁場のオーダーメイド化ができれば更なる新展開が期待される。一方、磁場発生技術においては、永久磁石だけでなく、ソレノイド型超伝導磁石の高磁場化・大口径化に加えて、酸化物超伝導線材・バルク磁石の開発も進み、近い将来多様性に富む磁場環境が低コストで提供される可能性もある。本調査研究会は、サプライヤー側に近い会員を母体とする低温工学・超電導学会と、静磁場だけでなく空間的・時間的変動磁場を使うユーザーサイドとの橋渡し役を担う。様々な分野における磁場利用の最新の展開と多様化する磁場ユーザーのニーズを把握し、これらの知見を低温工学や超伝導工学分野へフィードバックさせると同時にユーザー側へ新規磁場技術に関する情報提供を行うことで、新たなマッチングを推進することを目指す。

調査研究会 調査テーマ(2021年度)

中温度域超伝導材料の性能向上と実用化に関する調査研究会(2020〜2022年度)

磁気遠隔力の空間的・時間的制御とその応用に関する調査研究会(2019〜2021年度)

高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会(2019〜2021年度)

超電導回転機の冷却技術に関する調査委員会(2021〜2023年度)

調査研究会 詳細(2021年度)

中温度域超伝導材料の性能向上と実用化に関する調査研究会 (2020〜2022年度) 継続 年2回開催
主査 吉田 良行(産業技術総合研究所)
幹事 井上 昌睦(福岡工業大学)
松本 明善(物質・材料研究機構)
目的 近年、液体ヘリウムフリーでの運用を目指した応用機器の検討が進められ、その試作機の設計・作製等が行われている。それらの機器で対象となる温度域は、液体ヘリウム温度以上から液体窒素温度以下と幅広く、また、競合する材料も、MgB2やBi2223、RE123、鉄系超伝導体の線材や薄膜、バルクと種々に亘るため、機器の動作環境も含めた最適設計においては各種材料の実用性能を広範な温度領域で比較する必要がある。しかしながら、通常の学会活動においては材料開発と応用機器開発とが分かれて議論されることが多く、更には材料間の枠を超えた議論の機会も少ない。そこで我々は、2017〜2019年度に「中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会」を実施し、各種線材材料、バルク材料の電磁気特性、機械特性、機器開発等に関する最新の動向調査を行ってきた。その中で、種々の超伝導材料の実用性能について、その実現可能性と機器応用への適用性を調査し、材料性能とのギャップを認識することが重要であることが確認された。以上の背景をもとに、中温度域が対象となる種々の超伝導材料の性能向上とその実用化に向けての可能性と機器への適用性を含めて調査・議論する研究会の継続を申請する。
磁気遠隔力の空間的・時間的制御とその応用に関する調査研究会 (2019〜2021年度) 継続 年3回開催
主査 西嶋 茂宏(福井工業大学)
幹事 廣田 憲之(物質・材料研究機構)
堀井 滋(京都大学)
秋山 庸子(大阪大学)
三島 史人(福井工業大学)
目的 低温技術・超伝導技術の進展とともに主にソレノイド型の高磁場発生技術が発展し、現在では10テスラ級の高磁場環境のラボレベルでの普及が進んでいる。着実な普及により、物質・生体の形態制御や分離・分析技術などの応用研究や、物質間・分子間磁気相互作用などを使った物理的・化学的基礎研究など磁場利用が広がっている。ただし、ユーザーサイドは既存の高磁場環境において、試料の設置方法等を工夫することにより、空間的な磁気的勾配を利用した磁気分離・結晶成長技術、時間変調を加えた回転磁場を利用した配向技術、低・高周波電磁場による医療応用や生体応答などの研究成果が得られている。すなわち、必要とする磁場のニーズは応用によって大きく異なり、また実に多様であるため、磁場のオーダーメイド化ができれば更なる新展開が期待される。一方、磁場発生技術においては、永久磁石だけでなく、ソレノイド型超伝導電磁石の高磁場化・大口径化に加えて、酸化物超伝導線材・バルク磁石の開発も進み、近い将来多様性に富む強磁場環境が低コストで提供される可能性もある。本調査研究会はサプライヤー側に近い会員を母体とする低温工学・超電導学会と静磁場だけでなく空間的・時間的変動磁場を使うユーザーサイドとの橋渡し役を担う。主な目的として、以下の3つを掲げる。(1)静磁場だけでなく空間的・時間的変調磁場利用の現状の把握、(2)多様化する磁場発生装置ユーザーにとって必要とする磁気遠隔力の仕様の把握、(3)磁場発生装置を利用した最新の研究成果の把握。これらの知見を低温工学や超伝導工学分野へフィードバックさせると同時にユーザー側への新規磁場発生装置に関する情報提供を行う。
高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会 (2019〜2021年度) 継続 年3回開催
主査 横山 和哉(足利大学)
幹事 岡 徹雄(芝浦工業大学)
目的 溶融法によって粗大に成長させた高温超伝導バルク材料(以下バルク材)は、その特異な磁場相互作用を示すことから、新たな産業機器を生み出す可能性をもった「社会の様変わり」を期待できる材料である。外部磁場に対する力学的な相互作用は磁気浮上として利用できる一方、磁場を捕捉すれば、従来の永久磁石を大きく上回る強磁場の発生できる擬似永久磁石として、様々な産業分野への応用が期待できる。しかしこれらは、現状の産業分野にない新たな市場創造を必要とする分野でもあって、新たな産業応用への技術調査や応用調査を通じた実用化への調査が必要である。本調査研究会では、これら全般にわたる調査研究を、これまで実施されてきたバルク材夏の学校とよぶ研究集会や、超伝導の産業応用の一部として検討されてきたバルク材に関する理工学的調査を踏まえ、その基礎と応用の最新情報を収集することで新規な産業創出への提言を目指す。
超電導回転機の冷却技術に関する調査委員会 (2021〜2023年度) 新規 年2回開催
主査 白井 康之(京都大学)
幹事 寺尾 悠(東京大学)
福井 聡(新潟大学)
古瀬 充穂(産業技術総合研究所)
目的 超電導回転機(モータ/発電機)は通常の回転機と比較して、軽量・コンパクト化が可能であるというポテンシャルを秘めており、今日に至るまでに電力系統用(Super-GM)や船舶、自動車、風力発電機など様々な分野への応用が期待され、研究開発が行われてきた。特に近年は、電動航空旅客機等への応用も視野に入れた研究が、世界各国で活発に行われてきている。
 超電導回転機の構造としては、回転子の界磁部分のみを超電導化した「界磁超電導構造」や、界磁と電機子巻線の両方を超電導化した「全超電導構造」など種々の構造が存在する。またこれらに使用される超電導線材も古くはニオブチタンに始まり、イットリウム系、ビスマス系、MgB2線材やバルク超電導体など、その選択肢は多岐に渡る。
 その一方、超電導回転機の実現には、通常の回転機にはない様々な要素技術の開発が必要であり、特に「冷却技術」は非常に重要な技術開発分野の一つである。以前に国家プロジェクトとして実証試験が行われた「Super-GM」では液体ヘリウム冷却による回転子冷却方式が採用された。近年では、高温超電導線材の特徴を活かすべく、冷却方式も液体窒素、液体水素、冷凍機利用など、各研究グループで幅広く検討が行われている。また、極低温にさらされる軸受部やシール部等の周辺技術については、公開されている情報が少なく、技術的到達度を確認することが重要である。
 上記のような状況を鑑み、本調査研究会は、超電導回転機の冷却技術および周辺技術に関して、国内外での研究開発の現状を調査し体系化してまとめることにより、今後の超電導回転機の実用化の促進に寄与することを目的とする。

調査研究会 調査テーマ(2020年度)

中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会(2020〜2022年度)

磁気遠隔力の空間的・時間的制御とその応用に関する調査研究会(2019〜2021年度)

高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会(2019〜2021年度)

超電導応用における循環冷却システム調査研究会(2018〜2020年度)




中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会 (2020〜2022年度) 新規 年2回開催
主査 吉田 良行(産業技術総合研究所)
幹事 井上 昌睦(福岡工業大学)
松本 明善(物質・材料研究機構)
下山 淳一(青山学院大学)
目的 近年、液体ヘリウムフリーでの運用を目指した応用機器の検討が進められ、その試作機の設計・作製等が行われている。それらの機器で対象となる温度域は、液体ヘリウム温度以上から液体窒素温度以下と幅広く、また、競合する材料も、MgB2やBi2223、RE123、鉄系超伝導体の線材や薄膜、バルクと種々に亘るため、機器の動作環境も含めた最適設計においては各種材料の実用性能を広範な温度領域で比較する必要がある。しかしながら、通常の学会活動においては材料開発と応用機器開発とが分かれて議論されることが多く、更には材料間の枠を超えた議論の機会も少ない。そこで我々は、2017〜2019年度に「中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会」を実施し、各種線材材料、バルク材料の電磁気特性、機械特性、機器開発等に関する最新の動向調査を行ってきた。その中で、種々の超伝導材料の実用性能について、その実現可能性と機器応用への適用性を調査し、材料性能とのギャップを認識することが重要であることが確認された。以上の背景をもとに、中温度域が対象となる種々の超伝導材料の性能向上とその実用化に向けての可能性と機器への適用性を含めて調査・議論する。
磁気遠隔力の空間的・時間的制御とその応用に関する調査研究会 (2019〜2021年度) 継続 年3回開催
主査 西嶋 茂宏(福井工業大学)
幹事 廣田 憲之(物質・材料研究機構)
堀井  滋(京都大学)
秋山 庸子(大阪大学)
三島 史人(福井工業大学)
目的 低温技術・超伝導技術の進展とともに主にソレノイド型の高磁場発生技術が発展し、現在では10テスラ級の高磁場環境のラボレベルでの普及が進んでいる。着実な普及により、物質・生体の形態制御や分離・分析技術などの応用研究や、物質間・分子間磁気相互作用などを使った物理的・化学的基礎研究など磁場利用が広がっている。ただし、ユーザーサイドは既存の高磁場環境において、試料の設置方法等を工夫することにより、空間的な磁気的勾配を利用した磁気分離・結晶成長技術、時間変調を加えた回転磁場を利用した配向技術、低・高周波電磁場による医療応用や生体応答などの研究成果が得られている。すなわち、必要とする磁場のニーズは応用によって大きく異なり、また実に多様であるため、磁場のオーダーメイド化ができれば更なる新展開が期待される。一方、磁場発生技術においては、永久磁石だけでなく、ソレノイド型超伝導電磁石の高磁場化・大口径化に加えて、酸化物超伝導線材・バルク磁石の開発も進み、近い将来多様性に富む強磁場環境が低コストで提供される可能性もある。本調査研究会はサプライヤー側に近い会員を母体とする低温工学・超電導学会と静磁場だけでなく空間的・時間的変動磁場を使うユーザーサイドとの橋渡し役を担う。主な目的として、以下の3つを掲げる。(1)静磁場だけでなく空間的・時間的変調磁場利用の現状の把握、(2)多様化する磁場発生装置ユーザーにとって必要とする磁気遠隔力の仕様の把握、(3)磁場発生装置を利用した最新の研究成果の把握。これらの知見を低温工学や超伝導工学分野へフィードバックさせると同時にユーザー側への新規磁場発生装置に関する情報提供を行う。
高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会 (2019〜2021年度) 継続 年3回開催
主査 横山 和哉(足利大学)
幹事 岡  徹雄(新潟大学)
目的 溶融法によって粗大に成長させた高温超伝導バルク材料(以下バルク材)は、その特異な磁場相互作用を示すことから、新たな産業機器を生み出す可能性をもった「社会の様変わり」を期待できる材料である。外部磁場に対する力学的な相互作用は磁気浮上として利用できる一方、磁場を捕捉すれば、従来の永久磁石を大きく上回る強磁場の発生できる擬似永久磁石として、様々な産業分野への応用が期待できる。しかしこれらは、現状の産業分野にない新たな市場創造を必要とする分野でもあって、新たな産業応用への技術調査や応用調査を通じた実用化への調査が必要である。本調査研究会では、これら全般にわたる調査研究を、これまで実施されてきたバルク材夏の学校とよぶ研究集会や、超伝導の産業応用の一部として検討されてきたバルク材に関する理工学的調査を踏まえ、その基礎と応用の最新情報を収集することで新規な産業創出への提言を目指す。
超電導応用における循環冷却システム調査研究会 (2018〜2020年度) 継続 年間2回開催
主査 柁川 一弘(九州大学)
幹事 筑本 知子(中部大学)
幹事 吉田  茂(大陽日酸)
目的 室温超電導体が発見されない限り、超電導応用機器と冷却システムは切り離せない関係にある。超電導応用機器に対する冷却方式は大別して、冷凍機で直接冷却する伝導冷却方式と、冷媒と接触させて冷却する冷媒冷却方式がある。超電導ケーブル等の長尺装置においては、伝導冷却方式では対応が難しいことや、電気絶縁、コスト等の観点から、液体窒素を冷媒として用いた循環冷却方式が一般的である。しかしながら、超電導応用機器の実証研究が世界各国で進められている中、冷却系の設計・運用方針、その性能など対する評価の指標として統一された基準がなく、それぞれが独自に運用、評価しているのが現状である。循環冷却系の場合はその構成要素が冷凍機もしくはサブクーラ、液送ポンプ、貯液タンク、断熱容器、極低温バルブ、監視・制御装置、冷却水等多岐に渡るため、これら構成要素を体系化するとともに、外気温などの環境要因を考慮した、熱侵入量、冷却効率等を論じる必要もある。またユーザーの視点に立った信頼性、安定性の保証、操作・メンテナンスのしやすさ、低コスト化などの指標をたてる必要もある。そこで、本調査研究会においては、循環冷却系にターゲットを絞り、(1)国内外の情勢(冷却方式及びシステム構成、各機器の開発状況等)に関する動向調査と(2)冷却性能の指標と評価方法に対する議論を通じて国際標準化の基礎となる基準の策定を進めるとともに、これらを通じて循環冷却システムに関する冷却機器、超電導応用システムの開発・評価に関わる技術者・研究者とユーザーとの橋渡しを行うことを目的とする。

調査研究会 調査テーマ(2019年度)

磁気遠隔力の空間的・時間的制御とその応用に関する調査研究会(2019〜2021年度)

高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会(2019〜2021年度)

中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会(2017〜2019年度)

超電導応用における循環冷却システム調査研究会(2018〜2020年度)




磁気遠隔力の空間的・時間的制御とその応用に関する調査研究会 (2019〜2021年度) 新規 年3回開催
主査 西嶋 茂宏(福井工業大学)
幹事 廣田 憲之(物質・材料研究機構)
堀井  滋(京都大学)
秋山 庸子(大阪大学)
三島 史人(福井工業大学)
目的 低温技術・超伝導技術の進展とともに主にソレノイド型の高磁場発生技術が発展し、現在では10テスラ級の高磁場環境のラボレベルでの普及が進んでいる。着実な普及により、物質・生体の形態制御や分離・分析技術などの応用研究や、物質間・分子間磁気相互作用などを使った物理的・化学的基礎研究など磁場利用が広がっている。ただし、ユーザーサイドは既存の高磁場環境において、試料の設置方法等を工夫することにより、空間的な磁気的勾配を利用した磁気分離・結晶成長技術、時間変調を加えた回転磁場を利用した配向技術、低・高周波電磁場による医療応用や生体応答などの研究成果が得られている。すなわち、必要とする磁場のニーズは応用によって大きく異なり、また実に多様であるため、磁場のオーダーメイド化ができれば更なる新展開が期待される。一方、磁場発生技術においては、永久磁石だけでなく、ソレノイド型超伝導電磁石の高磁場化・大口径化に加えて、酸化物超伝導線材・バルク磁石の開発も進み、近い将来多様性に富む強磁場環境が低コストで提供される可能性もある。本調査研究会はサプライヤー側に近い会員を母体とする低温工学・超電導学会と静磁場だけでなく空間的・時間的変動磁場を使うユーザーサイドとの橋渡し役を担う。主な目的として、以下の3つを掲げる。(1)静磁場だけでなく空間的・時間的変調磁場利用の現状の把握、(2)多様化する磁場発生装置ユーザーにとって必要とする磁気遠隔力の仕様の把握、(3)磁場発生装置を利用した最新の研究成果の把握。これらの知見を低温工学や超伝導工学分野へフィードバックさせると同時にユーザー側への新規磁場発生装置に関する情報提供を行う。
高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会 (2019〜2021年度) 新規 年3回開催
主査 横山 和哉(足利大学)
幹事 岡  徹雄(新潟大学)
目的 溶融法によって粗大に成長させた高温超伝導バルク材料(以下バルク材)は、その特異な磁場相互作用を示すことから、新たな産業機器を生み出す可能性をもった「社会の様変わり」を期待できる材料である。外部磁場に対する力学的な相互作用は磁気浮上として利用できる一方、磁場を捕捉すれば、従来の永久磁石を大きく上回る強磁場の発生できる擬似永久磁石として、様々な産業分野への応用が期待できる。しかしこれらは、現状の産業分野にない新たな市場創造を必要とする分野でもあって、新たな産業応用への技術調査や応用調査を通じた実用化への調査が必要である。本調査研究会では、これら全般にわたる調査研究を、これまで実施されてきたバルク材夏の学校とよぶ研究集会や、超伝導の産業応用の一部として検討されてきたバルク材に関する理工学的調査を踏まえ、その基礎と応用の最新情報を収集することで新規な産業創出への提言を目指す。
中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会 (2017〜2019年度) 継続 年2回開催
主査 井上 昌睦(九州大学)
幹事 下山 淳一(青山学院大学)
松本 明善(物質・材料研究機構)
吉田 良行(産業技術総合研究所)
目的 近年、液体ヘリウムフリーでの運用を目指した応用機器の検討が進められ、その試作機の設計・作製等が行われている。それらの機器で対象となる温度域は、液体ヘリウム温度以上から液体窒素温度以下と幅広く、また、競合する材料も、MgB2やBi2223、RE123、鉄系超伝導体の線材や薄膜、バルクと種々に亘るため、機器の動作環境も含めた最適設計においては各種材料の実用性能を広範な温度領域で比較する必要がある。しかしながら、通常の学会活動においては材料開発と応用機器開発とが分かれて議論されることが多く、更には材料間の枠を超えた議論の機会も少ない。そこで我々は、2014〜2016年度に「新中温度域超伝導材料の特性制御に関する調査研究会」を実施し、各種線材材料、バルク材料の電磁気特性、機械特性、機器開発等に関する最新の動向調査を行ってきた。その中で、材料のポテンシャルとしての性能と応用機器開発における実用性能の両方を適切に把握することが材料開発と機器開発の両者において重要であることが確認された。以上の背景をもとに、中温度域が対象となる種々の超伝導材料の実用性能について、その実現可能性と機器応用への適用性を含めて調査・議論する研究会の設置を申請する。
超電導応用における循環冷却システム調査研究会 (2018〜2020年度) 継続 年間2回開催
主査 柁川 一弘(九州大学)
幹事 筑本 知子(中部大学)
幹事 吉田  茂(大陽日酸)
目的 室温超電導体が発見されない限り、超電導応用機器と冷却システムは切り離せない関係にある。超電導応用機器に対する冷却方式は大別して、冷凍機で直接冷却する伝導冷却方式と、冷媒と接触させて冷却する冷媒冷却方式がある。超電導ケーブル等の長尺装置においては、伝導冷却方式では対応が難しいことや、電気絶縁、コスト等の観点から、液体窒素を冷媒として用いた循環冷却方式が一般的である。しかしながら、超電導応用機器の実証研究が世界各国で進められている中、冷却系の設計・運用方針、その性能など対する評価の指標として統一された基準がなく、それぞれが独自に運用、評価しているのが現状である。循環冷却系の場合はその構成要素が冷凍機もしくはサブクーラ、液送ポンプ、貯液タンク、断熱容器、極低温バルブ、監視・制御装置、冷却水等多岐に渡るため、これら構成要素を体系化するとともに、外気温などの環境要因を考慮した、熱侵入量、冷却効率等を論じる必要もある。またユーザーの視点に立った信頼性、安定性の保証、操作・メンテナンスのしやすさ、低コスト化などの指標をたてる必要もある。そこで、本調査研究会においては、循環冷却系にターゲットを絞り、(1)国内外の情勢(冷却方式及びシステム構成、各機器の開発状況等)に関する動向調査と(2)冷却性能の指標と評価方法に対する議論を通じて国際標準化の基礎となる基準の策定を進めるとともに、これらを通じて循環冷却システムに関する冷却機器、超電導応用システムの開発・評価に関わる技術者・研究者とユーザーとの橋渡しを行うことを目的とする。

調査研究会 調査テーマ(2018年度)

磁場の多様性と利活用に関する調査研究会(2016〜2018年度)

高温超伝導バルク体の磁気的挙動に関する応用調査研究会(2016〜2018年度)

高温超電導磁石の鉄道システムへの適用検討調査研究会(2016〜2018年度)

低温工学現代技術史編纂調査研究会(2016〜2018年度)

中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会(2017〜2019年度)

超電導応用における循環冷却システム調査研究会(2018〜2020年度)




磁場の多様性と利活用に関する調査研究会 (2016〜2018年度) 継続 年3回開催
主査 西嶋 茂宏(福井工業大学)
幹事 廣田 憲之(物質・材料研究機構)
堀井  滋(京都大学)
秋山 庸子(大阪大学)
三島 史人(福井工業大学)
目的 低温技術・超電導技術の進展とともに強磁場発生技術も発展し、現在では強磁場環境のラボレベルでの普及が進められている。着実な普及により、物質・生体の形態制御や分離技術などの応用研究や、物質間・分子間磁気相互作用などを使った物理的・化学的基礎研究など磁場利用が広がっている。さらに、直流磁場発生設備においても空間的な磁気的勾配を利用した磁気分離・結晶成長技術、変動磁場を利用した三軸結晶配向技術、低高周波電磁場による医療応用や生体応答など、利用可能な磁場およびニーズとしての磁場は時間的にも空間的にも多様性を呈す。また、磁場発生技術においては、高磁場化・大口径化に加えて、酸化物超伝導線材・バルク磁石の開発も進み、多様性に富む強磁場環境が低いランニングコストで提供される可能性もある。本調査研究会はサプライヤー側に近い会員を母体とする低温工学・超電導学会と多様化する磁場の利用者であるユーザーサイドとの橋渡し役を担う。主な目的として、以下の3つを掲げる。(1)多岐に渡る磁場利用実態の把握、(2)さらなる研究進展を進めるために必要な磁場条件など多様化する磁場発生装置ユーザーの要求仕様の把握、(3)磁場発生装置を利用した新規の物質応答に関する最新の動向調査。これらの知見を低温工学や超電導工学分野へフィードバックさせると同時にユーザー側への新規磁場発生装置に関する情報提供を行う。
高温超伝導バルク体の磁気的挙動に関する応用調査研究会 (2016〜2018年度) 継続 年3回開催
主査 岡  徹雄(新潟大学)
幹事 井上 和朗(芝浦工業大学)
目的 高温超伝導バルク体とその磁気的性質を対象に、磁気浮上や磁場捕捉に関する研究はすでに基礎段階を過ぎて応用段階にある。これらの現象は超伝導による永久電流でのみ具現化でき、他のいかなる方法をもってしても達成できないものであることからその応用は新たな産業上のメリットをもたらすものとして大きな期待がもてる。磁気浮上実験モデルなどすでに広く利用されているが、この原理的なモデルに留まらずさらに非接触軸受やポンプ、回転機に利用を拡大していくことで、エネルギー貯蔵などの大規模応用へも広く実用化が広がる可能性がある。本調査研究会では、新たな資金公募への提案応募を目指す。そのために現状での技術調査や応用調査などの調査研究を通じて、高温超伝導バルク体の磁気浮上や磁場相互作用などの磁気的挙動全般にわたる調査研究を行って実用化への提案を目的とする。
高温超電導磁石の鉄道システムへの適用検討調査研究会 (2016〜2018年度) 継続 年4回開催
主査 長嶋  賢(鉄道総合技術研究所)
幹事 小方 正文(鉄道総合技術研究所)
目的 超電導磁石を搭載した磁気浮上式鉄道(超電導リニア)の提案が、米国ブルックヘブン国立研究所のJ. Powell と G. Danbyになされた1966年から数え、2016年は50年目に当たる。今日、日本では超電導リニアの実用化が2027年に決まり、米国北東回廊での実用化も取りざたされている。また、1986年に発見された高温超電導物質の線材化が急速に進展し、米国、ヨーロッパ、アジアでも市販化されるようになってきた。そのような状況の中、従来のいわゆる低温超電導磁石に対して様々なメリットを含む高温超電導磁石を超電導リニアシステムに適用することは必然的な流れである。ただ、信頼性と安全性の両立を高いレベルで要求する鉄道システムに新しい高温超電導磁石を導入するためには磁石本来の安定性の他に様々な要因を考慮し、実証する必要がある。そこで産学の異なる組織から自由な意見を出し合い、高温超電導磁石の安定性、信頼性、冗長性、コスト低減等の議論を具体的に進める必要がある。また、「超電導リニア」は現在実用化が決まっている計画だけで無く、真空チューブとの組合せや短距離システムを含めた様々な応用の可能性があり得る。鉄道システムのエネルギー貯蔵に高温超電導磁石を適用したフライホイール蓄電装置を導入する動きもある。そこでは高温超電導磁石ならではの優れた特性を適用したシステム構成を採用することもあり得るので、自由に議論し、必ずしも既存のシステムにとらわれない全く新しいシステムを提言することも本調査研究会の目的としたい。
低温工学現代技術史編纂調査研究会 (2016〜2018年度) 継続 年間3回開催
主査 野口 隆志(物質・材料研究機構)
目的 『低温工学』という学際分野が日本国内に定着して50有余年が経過している。創世記のお歴々に直接学んだ方々すなわち創世記に多少なりとも係わった方々が、定年退職を向かえ、現代技術史に記録すべき有用な事実や根拠が消え去ろうとしている。それらを散逸させること無く、学術的史実として社会が共有することは、今後の低温工学・超電導技術発展に寄与すると考えられる。あえて現代に拘ったのは、既に記録された文献や事例はこれから先も発掘できる可能性があるが、まだまとまった記録になっていない事例の収集を急ぎたかったからである。データベースのシステム構築より、そこへ加えるデータの収集分析が急がれる。2016年度は個別の懇談や聞き取りに終始したが、2017年度は得られたデータの一部を95回学会で報告した。2018年度は『低温工学』誌への投稿と、学会報告を計画している。またテーマごとに研究会員を募り、電子メールベースでの座談会記事を執筆する計画である。ご興味のある方は是非上記メールアドレスへご連絡いただきたい。
中温度域超伝導材料の実用性能に関する調査研究会 (2017〜2019年度) 継続 年2回開催
主査 井上 昌睦(九州大学)
幹事 下山 淳一(青山学院大学)
松本 明善(物質・材料研究機構)
吉田 良行(産業技術総合研究所)
目的 近年、液体ヘリウムフリーでの運用を目指した応用機器の検討が進められ、その試作機の設計・作製等が行われている。それらの機器で対象となる温度域は、液体ヘリウム温度以上から液体窒素温度以下と幅広く、また、競合する材料も、MgB2やBi2223、RE123、鉄系超伝導体の線材や薄膜、バルクと種々に亘るため、機器の動作環境も含めた最適設計においては各種材料の実用性能を広範な温度領域で比較する必要がある。しかしながら、通常の学会活動においては材料開発と応用機器開発とが分かれて議論されることが多く、更には材料間の枠を超えた議論の機会も少ない。そこで我々は、2014〜2016年度に「新中温度域超伝導材料の特性制御に関する調査研究会」を実施し、各種線材材料、バルク材料の電磁気特性、機械特性、機器開発等に関する最新の動向調査を行ってきた。その中で、材料のポテンシャルとしての性能と応用機器開発における実用性能の両方を適切に把握することが材料開発と機器開発の両者において重要であることが確認された。以上の背景をもとに、中温度域が対象となる種々の超伝導材料の実用性能について、その実現可能性と機器応用への適用性を含めて調査・議論する研究会の設置を申請する。
超電導応用における循環冷却システム調査研究会 (2018〜2020年度) 新規 年2回開催
主査 柁川 一弘(九州大学)
幹事 筑本 知子(中部大学)
吉田  茂(大陽日酸)
目的 室温超電導体が発見されない限り、超電導応用機器と冷却システムは切り離せない関係にある。超電導応用機器に対する冷却方式は大別して、冷凍機で直接冷却する伝導冷却方式と、冷媒と接触させて冷却する冷媒冷却方式がある。超電導ケーブル等の長尺装置においては、伝導冷却方式では対応が難しいことや、電気絶縁、コスト等の観点から、液体窒素を冷媒として用いた循環冷却方式が一般的である。しかしながら、超電導応用機器の実証研究が世界各国で進められている中、冷却系の設計・運用方針、その性能など対する評価の指標として統一された基準がなく、それぞれが独自に運用、評価しているのが現状である。循環冷却系の場合はその構成要素が冷凍機もしくはサブクーラ、液送ポンプ、貯液タンク、断熱容器、極低温バルブ、監視・制御装置、冷却水等多岐に渡るため、これら構成要素を体系化するとともに、外気温などの環境要因を考慮した、熱侵入量、冷却効率等を論じる必要もある。またユーザーの視点に立った信頼性、安定性の保証、操作・メンテナンスのしやすさ、低コスト化などの指標をたてる必要もある。そこで、本調査研究会においては、循環冷却系にターゲットを絞り、(1)国内外の情勢(冷却方式及びシステム構成、各機器の開発状況等)に関する動向調査と(2)冷却性能の指標と評価方法に対する議論を通じて国際標準化の基礎となる基準の策定を進めるとともに、これらを通じて循環冷却システムに関する冷却機器、超電導応用システムの開発・評価に関わる技術者・研究者とユーザーとの橋渡しを行うことを目的とする。