희토류-123 코팅도체를 사용한 고자기장 솔레노이드자석의 개발 현황

전문가 제언

 

○ 구리산화물 고온초전도체(HTS)가 발견된 지 거의 30년이 되었다. 임계온도(Tc)가 액체질소온도(77K)보다 높으므로 전기를 사용하는 모든 분야에 혁명적인 발전을 가져오리라는 기대에 충분히 부응하지는 못하지만, 몇몇 응용이 이루어졌다. 초전도 전력케이블, 선박용 모터, 한류기 등의 시제품이 개발되었으며 응용범위가 확대되고 있다.

 

○ HTS가 세라믹이고 이방성이 큰 화합물이라는 점이 응용에 필수적인 선재화의 걸림돌이 되었다. 1세대(1G) 선재인 Bi계는 이방성이 특히 높고 자기장에서 임계전류밀도(Jc)가 급격히 저하하며 은(Ag)을 사용하므로 고가라는 단점이 있어 파급효과가 큰 전력분야와 고자기장 자석제작에 제약이 있다. 이에 비하여 2세대(2G) 선재인 YBCO와 같은 RE123 HTS는 1G 선재의 단점을 극복할 수 있는 특성을 가진다.

 

○ 이 논문에서는 2G 선재 제조와 그것을 이용하는 NMR 자석과 같은 고자기장 자석을 제작하는 데 당면하는 문제와 해결방법에 대하여 자세히 기술하였다. 기존의 금속이나 저온초전도체로서는 도달할 수 없는 30T 이상의 고자기장 자석은 2G 선재로만 가능할 것으로 보이며, 물리, 화학, 생물학 등의 기초연구와 의학 분야에서 응용될 수 있다.

 

○ 2G 선재는 90년대 초 금속기판 위에 RE123를 단결정 수준으로 증착할 수 있는 IBAD와 RABiTS법이 개발되면서 본격적으로 시작되었다. 세계적으로 미국의 AMSC, STI, SuperPower, 일본의 Fujikura, 등에서 2G 선재를 시판하고 있다. 미국의 에너지부(DOE)와 일본의 신에너지개발기구(NEDO)가 주관하는 국가과제가 추진력을 제공하였다.

 

○ 국내에서는 “21세기 프론티어 연구개발사업” 중의 “초전도응용기술 개발”에서 2G 선재개발이 산학연 협력과제로 추진되었다. (주)서남의 IBAD-MgO 기술로 생산하여 판매하는 300m급 2G선재는 세계적 수준으로 평가된다. 2G 선재를 이용한 고자기장 자석개발에는 대형과제가 필요하므로 국가적 지원이 필수적이다. 초전도핵융합장치인 KSTAR를 성공적으로 개발한 경험이 있으므로 고자기장 자석개발도 추진할 시기가 되었다.

저자

C Senatore, M Alessandrini, A Lucarelli, R Tediosi, D Uglietti and Y Iwasa

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

27()

잡지명

Superconductor Science and Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

103001001~103001026

분석자

박*철

분석물

• 희토류-123 코팅도체를 사용한 고자기장 솔레노이드자석의 개발 현황.pdf [388,024 byte]

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