超伝導 機序を説明する理論

超伝導

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/09/19 01:26 UTC 版)

機序を説明する理論

伝導物質

超伝導現象の発見以降、超伝導を示す物質として多くの元素や化合物が発見されている。アルカリ金属、金、銀、銅などの電気伝導性の高い金属は超伝導にならない。単体の元素で最も超伝導転移温度が高いものは、ニオブの9.2 K(常圧下)である。常圧下において超伝導を示す金属は多いが、そうでない金属、あるいは非金属元素でも高圧下で金属化と同時に超伝導を示すものがある。また、重い電子系における超伝導や、高温超伝導強磁性と超伝導が共存する物質など従来の超伝導物質と性格の異なるものも発見されている(高温超伝導を参照)。

有機超伝導体

一部の有機化合物には超伝導を示す。それらは有機超伝導体として分類される[11][12][13]

利用例

超伝導現象は、超高感度の磁気測定装置 (SQUID) や医療用核磁気共鳴画像撮影 (MRI) 装置など、測定用に超伝導電磁石を使用する用途においては既に広く実用されている。しかし、これらの応用例でも冷却に高価な液体ヘリウムが用いられており、普及の大きな障害となっている。産業用途では実用化の技術開発が進んでいる超伝導モーターが最も期待されている。電力貯蔵の用途では瞬間停電を補償するために高い出力、短い応答速度が着目され、実用化されるに至っているが、現状では大電力を貯蔵するには至らずバッテリーなどよりコンデンサーに近い。また送電線については、生み出された電力のうちの数%は電気抵抗による送電ロスによるものとされており、室温超伝導が実現されれば、このロスを減らす事のできる画期的なテクノロジーとして期待されている。

以下に利用例を示す。

その他

電気抵抗の測定
超伝導の電気抵抗計測は、測定器自体が抵抗となるために限界がある。そのため、超伝導体の閉回路が作る磁場の測定を行う。磁場が測定されている限り、この閉回路には永久電流が流れているということになるので「閉回路は超伝導状態である」といえる。
軟超伝導体
第一種超伝導体のこと
硬超伝導体
第二種超伝導体のこと

  1. ^ 超「電」導のひみつ(上)――リニア新幹線、浮上せよ、ことばマガジン(朝日新聞デジタル)、2014年6月19日。
  2. ^ 超「電」導のひみつ(中) ――電気の時代にピタリ、ことばマガジン(朝日新聞デジタル)、2014年7月3日。
  3. ^ 超「電」導のひみつ(下)――理研の威光から生まれた、朝日新聞デジタル ことばマガジン、2014年7月10日。
  4. ^ 大澤 p.11-35 I. 金属の化学 1. 金属とは
  5. ^ a b 齋藤 p.32-50 I. 金属の化学 2. 金属の物理的性質
  6. ^ a b 和泉輝郎. “超電導が拓く夢の世界を目指して~希土類系超伝導線材開発の現状と将来展望~
  7. ^ a b 和泉輝郎. “超電導が拓く夢の世界を目指して~希土類系超伝導線材開発の現状と将来展望~
  8. ^ 木下淳一著 『超伝導の本』 日刊工業新聞社 2003年3月30日初版1刷発行 ISBN 4526051039
  9. ^ 村上雅人著 『超伝導の謎を解く』 シーアンドアール研究所 2007年7月2日初版発行
  10. ^ 物理学:水素化物の室温超伝導”. Nature Japan (2020年10月15日). 2020年11月6日閲覧。
  11. ^ 斉藤軍治、「有機超伝導体」 『日本ゴム協会誌』 1988年 61巻 9号 p.662-672, doi:10.2324/gomu.61.662
  12. ^ 鹿児島誠一、「もうひとつの超伝導: 有機超伝導」 『日本物理学会誌』 1990年 45巻 4号 p.249-256, doi:10.11316/butsuri1946.45.249
  13. ^ 守谷亨、「有機超伝導と高温超伝導: 起源は同じか?」 『日本物理学会誌』 1999年 54巻 12号 p.984-987, doi:10.11316/butsuri1946.54.984


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