有一類特定的金屬材料在極低的溫度下不僅電阻會變為零，還可使大量電流通過。這樣的金屬材料就是我們今天要談論的主題——超導材料。我們都知道，處于超導狀態的金屬會產生高磁場。當它們作為線材被制作成線圈時，就會產生強磁。

超導技術是被怎樣繼承和發展的，它又將會走向怎樣的未來呢？緊接著上一集，讓我們通過與1980年代便參與研發超導技術的資深技術專家住吉幸博先生和執掌超導“今世”的高見正平先生的對話，一起走進超導技術研發世界的最前沿。

東芝能源系統公司 京浜事業所 原子能設備裝備部
住吉幸博先生（左），同機構 高見正平先生（右）

一、低谷期催生的劃時代技術

——上一集我們談到了緩解患者負擔的東芝重粒子線癌癥治療設備，這一次能更詳細地介紹下有關重粒子癌癥治療設備的相關技術嗎？

高見先生：這一技術是我在入職的第二年，也就是2007年參與研發的。它與用于單結晶拉晶裝置的超導磁體的研發密切相關。所以，在談及重粒子線癌癥治療設備之前，就讓我先談談單晶硅拉晶裝置用的超導磁體吧！

——制造半導體時，將原料硅放置在1000度的高溫下，使其融解。之后，我們一邊旋轉一邊拉出結晶硅，這時我們使用超導磁體——正是充分利用了超導磁體的這一特性，才能實現拉晶吧？

用超導磁體拉制硅，能夠防止硅質量的下降

高見先生：是的。當時我被分配到拉晶用的新型設備研發小組。在半導體需求不斷增長的時期，業務真的是一帆風順。但2008年風云突變，因為金融危機的緣故，半導體用硅的需求一落千丈。那時候恰好我們的研發工作已告一段落，那些已經生產出的設備一時間很難找到合適的買家。

高見先生

住吉先生：那真是業務上最嚴峻的時期。但在這一時期，你們所進行的研發工作卻是劃時代的。事實上，用于單晶硅拉晶的超導技術，從難度上講并不算很高。但是對于用于通用材料硅的拉制來說，如何降低設備的生產成本卻是個難題。

高見先生：是的。我們不僅要在保證質量的前提下降低價格，因為是通用材料，我們還得保證比其他公司的同類產品更便宜。因此，我們必須保證在使用東芝獨家技術的同時降低生產成本。原有的超導磁體將圓形的磁體擺成豎凹字形，而我們研發出了能放在圓筒形容器中的彎曲的線圈，從而節省了約40%的超導線。這讓降低成本、實現低價格化成為可能。對我而言，這也是我最早參與開發的設備。一想到能夠為新一代半導體做出貢獻，我就干得格外投入。

改變磁體形狀，減少超導線

住吉先生：高見先生小組研發的另一項技術也很值得大家關注。金屬形成超導狀態需要使用液氦，并將其冷卻至零下269度。然而自1990年代起，液氦的價格就居高不下。無法獲得穩定的液氦供應源已經成為世界性的問題。對此，東芝研發出了無液氦技術——通過冷凍機直接鏈接超導磁體，而不必使用液氦進行冷卻。這也是東芝關鍵性的超導技術。

無液氦技術

高見先生：類似的技術可以參考以前的設計算式。但新技術不一樣，它需要重新設計。作為技術研發團隊的一員，在整個研發過程中我獲益匪淺。也正是這兩項技術，讓研發重粒子線癌癥治療設備的旋轉機架用磁體成為了可能。

二、讓掃描旋轉機架旋轉？！令人嘆為觀止的新創意是什么？

——上一集我們了解到，在2010年前后，高見先生參與研發了對癌癥患處進行照射的裝置旋轉機架”中的超導磁體的開發。通過將旋轉機架小型化并加以旋轉，可以在不傾斜患者身體的情況下接受治療。

重粒子線癌癥治療設備 旋轉機架（協助：量研/放醫研）

高見先生：實際上，這種旋轉機架專用的超導磁體應用了拉晶積累的技術。在進行拉晶時，我們改變了線圈的形狀，并進一步加以改良和復雜化，使其成為旋轉機架專用的磁體。因此，設備所需的超導線圈變少，從而進一步實現了小型化。此外，無液氦技術在這里也得到了應用。以前，人們認為“旋轉搭載超導磁體的旋轉機架，簡直瘋了”。說的也是，因為當時形成超導狀態需要液氦。倒置磁體，萬一液氦溢出，就會造成嚴重的事故。但我們研發出了冷凍機打造超導狀態的技術，這讓過去認為無法實現的事變成了現實。

硅拉制的技術得到了應用

住吉先生：金融危機在給業務帶來嚴峻挑戰的同時，也讓我們的技術人員以更加積極的心態研發高新科技，換句話講，金融危機其實也成就了東芝的科技創新。將最新的超導技術傳承給下一代，既是我們的義務，也是我們的責任。還記得剛入職的時候，多虧了超導研發組的前輩們的諄諄教誨，讓我能一直堅持耕耘在超導技術領域。東芝的超導業務也是靠著一代又一代東芝人的不懈努力而發展起來的。將我所知道并理解的超導技術認真地傳授給下一代的高見先生，再通過高見先生將技術教給更多更年輕的技術人員。這，是我目前最大的愿望。因為傳承，新鮮的科技血液得以不斷涌入，也使得新一輪的科技創新成為可能。傳承信念與創新科技，是每一個東芝人刻進骨血里的信仰。東芝也正是這樣一個傳承科技創新的偉大平臺。

住吉先生（左）、高見先生（右）