日本磁悬浮列车（1）：超导节电技术

　　正在研发此类高温超导技术的是日本铁道综合技术研究所（铁道综研）。如，使用稀土类元素（RE）的高温超导线材就是正在开发的超导技术之一。RE类线材是一种拥有X-Ba-Cu-O（X为稀土类元素）成分的材料。这种材料在高磁场中的临界电流密度较大，特性不易劣化。

　　2010年，铁道综研开发出了在线圈中使用钇（Y）类高温超导线材的小型超导磁铁（图2）。通过发展该技术，超导磁悬浮列车配备的超导磁铁有望实现小型化并降低运用成本。

　　图2：使用钇类高温超导线材的小型超导磁铁

　　设想配备在磁悬浮列车上，尺寸为现行Maglev的约1/4。可维持1T以上的磁场在9小时以上。

　　此次开发的小型超导磁铁，其外形尺寸为宽600×高400×进深200mm，大约是JR东海的超导磁悬浮铁道山梨实验线上行驶的"Maglev"*1上所配超导磁铁的约1/4。通过改进隔热构造，只要冷却到20K，便可在9个多小时内使线圈温度保持在50K以下。而如果线圈温度在50K左右，就能够形成1T（特斯拉）以上的磁场。

　　*1 Maglev一词由磁悬浮Magnetically Levitation的前几个字母组成。

　　现有Maglev的超导磁铁线圈使用了铌铋（Nb-Ti）类线材，用液氦（He）冷却至4.2K。为了持续冷却液氦，超导磁铁分别安装了制冷机，并在车辆上配备燃气轮机作为制冷机的电源。

　　然而，以液氮冷却的小型超导磁铁，其热容量为现有超导磁铁的约1000倍，对温度上升的耐受能力很强。由于能够长时间维持超导状态，因此无需为每个线圈配备制冷机。而且还可省去线圈的辐射热遮蔽材料及液氦罐，从而可实现小型化。这样便有望使将来的磁悬浮列车降低制造成本及运行成本*2。

　　＊2 即使要配备制冷机，也只需维持较高温度的小型机即可。