그리고？이번 노벨 물리학상.한국은 무엇인가 공헌하고 있어？

2. 후루카와전공, 유럽 합동 원자핵 연구 기구(CERN)보다 특별상 수상

　이번 수상의 대상이 된 성형년선은, 직경 0.825 mm의 소선 36개를 년와 동시에 폭 15.1 mm, 중앙 두께 1.48 mm의 쐐기형 단면 형상에 고밀도에 압축 성형한 평각년선으로, 각각의 소선은, 직경 6 mm의 NbTi 필라멘트 6,426개가 각각 1 mm의 간격을 가져 나선 모양에 무산소동에 파묻혀 표면에 Sn-Ag도금이 실시해진 것이다.LHC 가속 링 전체로 천 수백대에 달하는 마그넷의 균질성 확보의 관점으로부터, 치수, Cu/NbTi 면적비, Sn-Ag도금 두께, 임계 전류(4.2 K와 1.9K), 자화폭등의 특성, 및 원재료의 조성에 대해 엄격한 규격과 범위가 설치되고 있다.예를 들면 소선Ic, Cu/NbTi 면적비, 자화폭에서는, 사양치에 가세해 양산 초기의 5 비렛트로 얻을 수 있던 평균치(CL)에 대한 그 이후의 어려운 변동폭 제한이 설치되고 있다.한층 더 특성 일관성의 관점으로부터, 양산 착수 후는 원칙, 공정 조건을 변경(개선도 포함한다)해서는 안 된다고 한다, 지금까지 예를 볼 수 없는 고도의 관리 레벨로 양산을 하고 있다.

　이 정도 엄격한 양산이 되면, 특성 격차의 적은 가공 열처리 조건의 초기 선정, 선재철강 메이커와 CERN의 사이의 측정 정도의 합치, 및 SPC(Statistical Process Control) 수법 활용에 의한 이상 트랜드의 조기 검출이 지극히 중요해진다.후루카와전공은 이것들에 대해 정력적으로 임해, 세계 최고의 전기적・기계적 특성의 균질성을 달성했다.예를 들면, 소선Jc와 동비의 변동 계수(s/Avg.)(은)는 각각 1.02%, 0.78%로 지극히 안정된 값을 유지하고 있다.한편, 가공 기술의 면에서는, 생산 스피드에 치명적인 영향을 미치는 연장선 가공중의 소선단선에 대해서, QA(Quality Assurance) 및 TPM(Total Productive Maintenance) 수법에 근거하는 개선을 실시해, 단선 빈도의 저감(평균 0.09회/km, 일부 무단선)에 성공했다.또 성형년선가공에 대해서는, 절연 테이프 손상의 원인이 되는 샤프 엣지 발생의 문제를 세계에 앞서 해결했다.

　상기의 활동을 통해서 후루카와전공은 LHC 건설 프로젝트에 있어서 키 컴퍼넌트인 이 성형년선( 약 100톤)을 안정공급 해 왔다.이번 수상은 이것들이 평가된 것이다.동사 초전도 제품부 부장 메구로 신이치로우씨는, ｢몹시 명예 있는 상을 대 있었다.본프로젝트를 통해서 얻은 고유 기술면・관리 기술면에서의 지견은 몹시 귀중한 것이며, 향후 더욱 발전시켜, 기존의 제품이나 ITER등의 대형 프로젝트에 전개해 가는｣라고 코멘트하고 있다.

대형 냉동기를 납입한 IHI의 인터뷰

2012년 7월 4일, 회전 기계 섹터로 개발을 담당하는 요시나가씨의 아래에서 큰 뉴스가 뛰어들어 왔다.「히그스 입자라고 생각되는 물질이 검출되는 」.다음날에는, 유럽 합동 원자핵 연구소(CERN)로부터 답례의 메일이 도착했다.요시나가씨는「기쁘다고 하는 것보다도, “겨우인가”와 마음이 놓인」와 술회 한다.
※2013년 3월 14일에 CERN는 히그스 입자와 단정.

만물에 질량을 준다고 여겨져 신의 입자라고도 불리는 히그스 입자는, 대형 중성자 충돌형 가속기(Large Hadron Collider：LHC)에 의한 요코 충돌 실험으로 검출된다.일본에서도 크게 보도되었으므로, 기억에 남아 있는 사람도 많을 것이다.요코 충돌 실험과는 LHC(원주 27킬로미터의 환상 터널) 내에서 요코를 광속 근처까지 가속.요코끼리를 충돌, 분해시켜, 우주의 시작인 빅뱅 직후에 필적하는 고에너지 상태를 재현하고, 히그스 입자를 생성, 그 붕괴했을 때의 특징을 조사하는 것이다.

요코는, 초전도 자석을 사용해 가속시키지만, 자석의 온도가 낮을 정도 요코를 가속시킬 수 있다.초전도 자석의 냉각 기능을 담당하는 것이, 콜드 압축기, 상온 압축기, 열교환기등에서 구성되는「극저온 헬륨 냉동 장치」다.

시간은, 1998년으로 거슬러 올라간다.요시나가 한 씨족의 문장사가 LHC에 설치하는「극저온 헬륨 냉동 장치」의 구성 기기의 하나「콜드 압축기」의 프로토 타입을 납입・시험을 실시해, 세계 최고의 압축 효율을 달성.스위스의 대기업 엔지니어링 회사, 린데사와 「1.8 K헬륨 냉동 장치」4 세트의 공동 수주에 성공했다.
2002년, 당시 33세였던 요시나가씨는, 상사의 일을 계승해, 수주한 4 세트의 창간호기가 되는 프레시리즈를 납입・시험을 실시하기 위해, 스위스에 장기 출장하고 있었다.

「『1.8 K헬륨 냉동 장치』는, 초전도 자석에 공급되는 액체 헬륨을 1.8 K(-271.35℃)까지 냉각시키는 것과 동시에, 회수한 헬륨을 재냉각하는 기능을 합니다.IHI가 담당하는『콜드 압축기』는, 말하자면 장치의 심장부.『콜드 압축기』가 액체 헬륨 용기내의 압력을 감압하는 것으로 비점이 내린다.즉 액체의 온도를 내릴 수 있습니다.이것은, 물의 비점이 대기압에서는 100℃에서도, 압력이 내리는 산정에서는 낮은 온도, 예를 들면 90℃로 비등하는 것과 같은 원리입니다.CERN도, 이 부품이 키 하드가 되는 것을 강하게 인식하고 있었습니다.고생의 서로 사고 , 납입한 프레시리즈는 CERN의 요구를 웃도는 성능을 달성할 수 있었던 」

고효율의「콜드 압축기」는, 어떻게 해서 실현된 것일까.실현의 열쇠는 두 개 있다.「압축 효율의 높은 임펠러(날개) 형상으로 하는 것」와「단열 대책을 철저하게 실시하는 것」이다.

「콜드 압축기」는 극저온으로 가동하는 것으로부터, 단열 대책이 매우 중요하다. 「극저온의 헬륨을 취급하는 관계상, 상온부로부터의 열침입은, 압축기 성능에 큰 영향을 줍니다.상온부와 저온부의 온도차는 약 300℃.이 온도차를 불과 100밀리 정도의 거리로 차단할 수 있는 구조로 할 필요가 있었던」라고 설명하는 요시나가씨.

그 때문에, 축의 상온부와 저온부의 사이를 극히 얇은 원통형의 금속으로 묶어(통안은 진공으로 열이 전해지지 않는다), 열전도율이 고체에 비해 낮은 헬륨 가스를 단열재에 사용하는 등, 열의 진입 루트를 철저하게 차단했다.

또, 저온・저압・고부하로 부드러운 회전을 실현하는 비접촉식의 자기축받이도 개발했다.

「특히 자기축받이는, 비접촉식이므로 어디도 마모하지 않고, 메인터넌스 프리라고 하는 메리트도 있었습니다.실제, 설치해 10년 이상입니다만, 본체의 멘테넌스는 한 번 만.그것도 바로 작년의 일입니다」와 요시나가씨는 자랑스러운 듯하게 말한다.

시행 착오를 반복한 나날의 노력은, LHC 프로젝트에 관련되는 기업 속에서, 매년, 가장 공적을 올린 기업에 주어지는「골든・중성자상 2003」의 수상이라고 하는 최고의 형태로 결실 했다.

전술한 것처럼, 「극저온 헬륨 냉동 장치」는 스위스의 린데사와 공동 수주한 것으로, 국제 컨소시엄에 의해서 실현되었다.
「『극저온 헬륨 냉동 장치』에는, 우리 회사의『콜드 압축기』를 시작으로 하고, 많은 기술과 부위가 필요합니다.이만큼의 장치를 1사만으로 만드는 것은 어려운 일도 있어, 동장치에 수많은 실적을 가지는 린데사와 국제 컨소시엄을 짜게 되었던 」

언어나 백그라운드가 다른 인간이 모이는 국제 컨소시엄은, 많은 곤란이 예상되었다.그러나, 큰 문제는 발생하지 않았다고 한다.

「물론, 컨소시엄을 짜는 회사간에서의 커뮤니케이션으로 고생을 하는 것은 있었습니다.게다가, CERN로부터의 요구도 높다.지금까지 만들었던 적이 없는 것을 만드니까, 간단하지 않아요」와 요시나가씨.그러나, 곤란을 웃도는 관계자끼리의 깊은 정이 있었다고 한다.

이 프로젝트에 종사하고 있는 인간은, 모두가 뿌리로부터의 기술자.보다 좋은 것을, 보다 정도가 높은 것을, 보다 고품질의 것을, 서로가 목표로 하는 곳은 일치하고 있었다.코스트도 소중하지만, 이상을 추구한다.그런 기분으로, 일에 임했다.

「하나 하나의 과정이, 터무니없이 높은 벽.매일, 『정말로 할 수 있는 것일까』와 불안하게 과연 곤란을 다했다.그러나, 모두가 힘을 합하면, 어떻게든 된다.팀에서 일을 완수하는 달성감에는 헤아릴 수 없는 것을 있다고 알아 일에 대할 생각이 일단 깊어졌던 」

그런 요시나가씨는, 11년의 세월을 거치고, 팀의 책임자라고 하는 존재가 되었다.

뛰어난 열효율 성능을 가지는 IHI의「콜드 압축기」를 포함한「헬륨 냉동 기술」는, 다양한 분야에서 응용되고 있다.그 일례가, 꿈의 에너지라고 하는 핵융합에 의한 발전.대형 핵융합노에서는, 강력한 자장을 얻기 위해 초전도 자석이 이용된다.이 초전도 자석을 차게 하는 것이, 「헬륨 냉동 기술」다.

요시나가씨는 CERN로의 일의 뒤, 한국에서 연구가 진행되는 핵융합 실험 KSTAR(Korea Superconducting
Tokamak Advanced Research) 프로젝트에도 참가.스스로가 CERN의 프로젝트에 참가했을 때와 동세대의 멤버도 재적하고 있었다.

「 나에게 있어서 CERN로의 일은, 혼자서는 이룰 수 없는 것을 팀 플레이로 완수했는지 부상네가 없는 경험.똑같이, 지금의 젊은 멤버에게도 그렇게 말한 경험을 해 주기를 바라고, KSTAR의 일로 얻은 체험을 아래의 세대에 경험 하게 해주면 좋겠다.그 때에, 반드시 전하기를 원하는 것은“이상을 추구하는”일.물론, 코스트는 소중합니다.그렇지만, 코스트는 위의 입장의 사람이 보고 줍니다.나는 CERN로, 기술을 규명했다.반드시, 돈는, 당시의 상사가 생각해 주고 있었겠지요.그러니까 지금은, 내가 돈을 생각하고 있습니다.그 만큼, 젊은 멤버에게는 어쨌든 기술을 추구해 주었으면 하네요 」

요시나가씨는, 콜드 압축기의 전임자를 선대, 스스로를 삼대눈이라고 부른다.물론, 4대째도 생각하고 있다.그 모습은, 마치 직공같다.히그스 입자 발견이라고 하는 세계적 위업, 꿈의 에너지인 핵융합 발전에의 도전, 인류 미래에 직결하는 일을, 기술사로서의 긍지가 지지하고 있다.