2013年04月17日

新しい超伝導入門

本日は山路 達也氏の
新しい超伝導入門
です。
新しい超伝導入門 (PHPサイエンス・ワールド新書)

当面PHPサイエンス・ワールドは全てチェックしようと思い、
本書を購入しました。


理工学系の人であれば、液体窒素を使って
超伝導の学生実験を経験していると思います。

このように有名な超伝導技術ですが、
その知名度のわりには実社会で役立てられて
いないような気がします。

最近になって、ようやくリニアモータカーの
実用化の話が現実的に検討され始めたくらいです。


しかし、この超伝導技術はエコ社会の切り札として
特に日本勢中心に着実に開発が続けられているのです。

日本の電気産業が危機的な状況にある中、
これから日本が何で食べていくかを議論する時に
超伝導は一つの有力な候補となるのではないでしょうか。


超伝導の応用分野について知りたい方にはお勧めです。
最新の話題やその技術的な背景の知識が得られるでしょう。




送電線には極力電気抵抗の小さい物質が使われていますが、
それでも発電量の5%程度は電気抵抗によって発熱し、
エネルギーロスを起こしています。


超伝導体は磁場をはじきますが、ある強さの磁場(物質により異なる)
をかけると必ず超伝導性を失います。
この時の磁場の強さを臨界磁場と呼びます。


絶対零度まで温度を下げることにより、熱エネルギーによる格子振動を止めても、
電子の動きによって格子振動が引き起こされるため、
電気抵抗はゼロとはならないのです。


2個の電子をセットで考えれば、結果的に電子のエネルギー収支は
プラスマイナスゼロに収まります。
すなわちエネルギーのロスがないことになり、
電気抵抗がゼロであることを意味します。


超伝導体で作られた電線なら、いくらでも電流を流せると考えられましたが、
現実にはそうはなりませんでした。
その理由は、電線に電流を流すと電磁誘導により磁場が発生するからです。


今のところ高温超伝導が起こるメカニズムは、
完全には理論的に解明されていません。


超伝導伝送といっても、電気抵抗がゼロになるのは
直流で電気を送った時だけです。
交流で電気を送る場合には電気抵抗がゼロにはならず、
その時に生じる損失を「交流損失」といいます。


エネルギー変換効率10%の太陽電池で発電したとしても、
800km×800kmの正方形の面積があれば、
全世界の人間が必要とするエネルギーをまかなえるという試算が示されました。


超伝導リニアにおいて、超伝導技術はあくまでも
超強力な磁石を作るために使われているというわけです。


粒子線の場合は、照射する際のエネルギーを調整することで、
決まった深さにピタリと止めることができ、
その場所でのみ細胞を殺すことができます。






engineer_takafumi at 00:49│Comments(0)TrackBack(0)★理系本の書評 | ⇒ 電子・電気

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