“地球を繋ぐ未来の鉄道：超伝導リニアの可能性”
先日山梨に旅行した時に、山梨のリニア見学センターに行ってきました。
超伝導リニアの圧倒的なスピードに興奮を抑えきれず、思い切ってインスタで投稿をしたところ、想定していたより大きな反響がありました(ありがとうございます)。
今回は超伝導リニアについて現状やメカニズム、将来性について投稿していこうと思います。
超伝導リニアですが、簡単に説明すると車体を磁力で浮かして走らせる、21世紀の超高速輸送システムだそうです。
国民的人気アニメであるコナンくんの映画でも、超伝導リニアがテーマになりましたね！覚えている人はイメージ出来ているかと思います。
そんな超伝導リニアですが、2027年に中央新幹線（リニア新幹線）が開通される予定だそうで、今から色々知っておいて損はないかなと思いました。
実際に僕自身、開通に非常にワクワクしています(笑)。
ちなみにインスタで投稿したのがこちら。
最高速度が500km/hとのことでしたが、この動画では250km/hしか出ていません。
動画だとあまり速さが感じられないかもしれませんが、実際見てみるとその圧倒的な速さに唖然としてました。
( ﾟдﾟ)
↑こんな感じ(笑)
これで250km/hです。つまりこの倍の速さで走行できるということは…お分かりですね？
そう、これが実用化されれば、あらゆるところを短時間で簡単に行き来出来るようになります。
手続き面など考えると飛行機より早くなるのでは
ないでしょうか。
そんな次世代超伝導リニアの圧倒的魅力に触れたので、今回記事としてまとめてみました。専門的な部分も分かりやすく書いたつもりなので、興味ある人はぜひ読んでみてください。
山梨のリニア見学センターについて
今回訪れた場所は山梨県にある超伝導リニアの実験場です。
坂が少しあるので最寄駅からの歩きはアクセス面としては少し辛いかもしれません(迷子にもなった)。
駐車場があるので車やバスを利用するのが吉でしょう。
僕自身訪れるまではそれほど興味がなかったのですが、実際の走行を見学できたり、超伝導磁石のデモ実験を見せてくれたりと、大人も子供も楽しめる非常に楽しいところでした。
見学センターでもらえるパンフレットが超伝導リニアについて、非常に詳しく解説されていたので、興味ある人は当日ぜひ読んでみてください。
超伝導リニアの歴史と今後
リニアの歴史をパンフレットから抜粋しました。
1962 ●リニアモーター推進浮上式鉄道の研究開始
1997.4.3●山梨リニア実験線走行試験開始
2003.12.2●581km/hを記録（鉄道の世界最高速度更新）
2011. 5●全国新幹線鉷道整備法に基づく整備計画が決定され、東海旅客鉄道株式会社（JR東海）に対して建設の指示が出された
2013.8.29●山梨リニア実験線42.8kmでのLO系による走行試験開始
2014.10.17●東海旅客鉄道株式会社（JR東海）による全国新幹線鉄道整備法に基づく工事実施計画（品川・名古屋間）が可
2015.4.21 ● 603km/hを記録（鉄道の世界速度更新)
2017.2.17●実用技術評価委員会において「営業線に必要な技術開発が完了」と評価
2019.7.29●累積走行距離300万km到達
2020. 8.17●L0系改良型試驗車走行開始
長々と書きましたが、かなり前から研究が開始されており、現時点だと603km/hが世界記録みたいです。
ちなみに現在、東海道新幹線の「のぞみ」は最高速度285km/h、山陽・九州新幹線の「みずほ」は最高速度300km/hで走行しているそうで、超伝導リニアの圧倒的な速さが分かるかと思います。
そんな超伝導リニアですが、2027年に中央新幹線（リニア新幹線）が開通予定で、最高速度500km/hを超える走行が実現されます。
経路としては品川を起点として名古屋を通って大阪を終点とする計画だそうです。
超伝導リニアの魅力や原理
超伝導リニアの魅力や原理についてまとめてみました。
超伝導リニアの魅力について
超伝導リニアの最大の特徴は車輪とレールによる摩擦、架線とパンタグラフの接触がないことで、以下の恩恵があります。
速度が圧倒的
騒音がない
超伝導磁石とは
超電導リニアには超伝導磁石（SuperConductingMagnet：SCM）が使われています。
この超伝導磁石はいわば超強力な磁石です。
通常、金属を用いた電磁石で強い磁場を発生させるには大電流を流す必要があり、それに伴う電気抵抗による発熱問題があります。
この発熱により金属の温度が上がると電気抵抗が高くなるので、電気を流しても磁力が生じなくなります。
一方で、超伝導磁石の材料は一般的にはニオブチタン(NbTi) の合金で、液体ヘリウムにより−269℃まで冷やすことで、電気抵抗をゼロになる『超電導現象』を起こします。
−269℃は液体ヘリウムしか実現出来ないので、ヘリウムは超伝導リニアにとっての大きな要でした(後述しますが、近年は液体ヘリウムを使用しない研究開発がされています)。
超電導物質のコイル（超電導コイル）はこの状態で電流を流すと、半永久的に電流を流すことができるうえ、発熱によるエネルギーロスがないので、安定した超電導状態を保ち、より強力な磁石の力を発揮します。
エネルギーロスがないということは半永久的でエネルギー効率が大変良く、エコロジーにもなってまさに理想的なエネルギー機関です。
このように超伝導体には大きな利点がありますが、一方でクエンチ現象(これもコナンくんで出てきましたね)が生じたり、冷却する手間がかかるという欠点があります。
クエンチとは、超伝導コイルの一部が超伝導状態から抜けて常伝導状態に切り変わることです。
つまり急激に電気抵抗が発生してしまい、発熱により超伝導体が破損する恐れがあります。
クエンチは臨界磁場（超伝導現象を保てる磁場の限界）を超える磁場が発生したり、磁場の変化が急激すぎて渦電流の結果として生じる発熱により生じます。一部分が発熱した場合、周辺温度が上がるので連鎖的に超伝導の破れを引き起こします。
近年はヘリウムの高騰問題があり、液体ヘリウムの高騰がニュースになりましたが、最新の研究でクエンチの可能性が低く、冷却温度がそれほど必要ない、つまり液体ヘリウムが不要の高温超伝導の磁石が登場しているようです。
ますます超伝導リニアの実現に近づいています。
以下推進、浮上、案内の原理です。
推進の原理
車両の超電導磁石はN極、S極が交互に配置されており、地上にある推進コイルに電流を流すことにより発生する磁界（N極とS極）との間で、N極とS極の引き合う力とN極どうし又はS極どうしの反発する力により車両が前進します。
この推進コイルに流す電流の方向を切り替えることでN極とS極が切り替わり、進む方向をコントロールしています。
スピードはどう調整しているの？と思うかもしれませんが、流す電流の周波数を変えてN極とS極の切り替え速度をコントロールすることで、スピードを調整するそうです。
浮上の原理
通常鉄道は、車輪とレールの摩擦を使って走りますが、速度がとても速くなると車輪が空転するため、速度向上には限界がきます。
つまり、磁石の力を使って浮かせることが出来れば、摩擦がないので大きな速度向上が可能です。
案内の原理
車両が中心からどちらか一方にずれると、自動的に車両の遠ざかった側に吸引力、近づいた側に反発力が働き、車両を常に中央に戻します。
この原理により、曲がる際に軌道が修正されます。
今回は超伝導リニアについて投稿してみました！超伝導リニアの今後な楽しみですね…！また機会があれば見学センターに行きたいと思っています。
開通はもう少し先ですが、リニアの乗車体験が可能らしいので興味ある人はぜひ参加してみてください…！
これまでガラパゴス旅行やLINEBOTについて投稿してきましたが、こういった投稿も面白いなと思いました。
何か興味があったらまた投稿していきたいなと思います！
最後まで見ていただきありがとうございました！
それでは！