Zawartość
- Korzyść 1: Przekształcenie sieci energetycznej
- Korzyść 2: poprawa telekomunikacji szerokopasmowej
- Advantage 3: Medical Diagnostic Aid
- Wady nadprzewodników
Większość materiałów używanych przez ludzi jest podzielona między izolatory, takie jak tworzywa sztuczne lub przewodniki, takie jak aluminiowy garnek lub kabel miedziany. Izolatory mają bardzo wysoką odporność na elektryczność. Przewodniki takie jak miedź mają pewną odporność. Inna klasa materiałów nie jest odporna na chłodzenie do bardzo niskich temperatur, zimniejsza niż chłodniejsza zamrażarka. Nazywane nadprzewodnikami zostały odkryte w 1911 roku. Obecnie rewolucjonizują sieć elektryczną, technologię telefonii komórkowej i diagnostykę medyczną. Naukowcy starają się, aby działały w temperaturze pokojowej.
Korzyść 1: Przekształcenie sieci energetycznej
Sieć elektroenergetyczna jest jednym z największych osiągnięć inżynieryjnych XX wieku, jednak popyt wkrótce się ją przeciąża. Na przykład, zaciemnienie w Stanach Zjednoczonych w 2003 r., Które trwało około czterech dni, dotknęło ponad 50 milionów ludzi i spowodowało straty ekonomiczne w wysokości około 13 miliardów reali. Technologia nadprzewodnikowa zapewnia utratę mniejszej ilości przewodów i kabli oraz poprawia niezawodność i wydajność sieci elektrycznej. Trwają plany zastąpienia obecnej sieci elektrycznej siecią nadprzewodzącą. Nadprzewodnikowy system zasilania zajmuje mniej nieruchomości i jest zakopany w ziemi, bardzo różny od linii dzisiejszych sieci.
Dzisiejsze kable napowietrzne zostaną zastąpione przez zakopane kable nadprzewodzące (Comstock / Comstock / Getty Images)
Korzyść 2: poprawa telekomunikacji szerokopasmowej
Szerokopasmowa technologia telekomunikacyjna, która działa najlepiej na częstotliwościach gigahercowych, jest bardzo przydatna do poprawy skuteczności i niezawodności telefonów komórkowych. Częstotliwości te są bardzo trudne do osiągnięcia przez odbiornik Hypres oparty na nadprzewodnikach, przy użyciu technologii zwanej szybkim kwantem jednokierunkowym (RSFQ), odbiornika układu scalonego. Działa za pomocą chłodnicy kriogenicznej o mocy 4 kelwinów. Technologia ta pojawia się w wielu nadajnikach sygnału telefonu komórkowego.
Advantage 3: Medical Diagnostic Aid
Jednym z pierwszych zastosowań nadprzewodnictwa na dużą skalę jest diagnostyka medyczna. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego lub MRI wykorzystuje silne nadprzewodzące magnesy do wytwarzania dużych, jednolitych pól magnetycznych w ciele pacjenta. Skanery MRI, które zawierają układ chłodzenia ciekłym helem, odbierają, jak te pola magnetyczne są odbijane przez organy w ciele. Maszyna na końcu tworzy obraz. Urządzenia MRI przewyższają technologię rentgenowską w tworzeniu diagnozy. Paul Leuterbur i Sir. Peter Mansfield otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 2003 r. „Za odkrycia dotyczące obrazowania metodą rezonansu magnetycznego”, w oparciu o znaczenie MRI oraz wpływ nadprzewodników na medycynę.
Wady nadprzewodników
Super nadprzewodzące materiały tylko super ołowiu, gdy są utrzymywane poniżej określonej temperatury zwanej temperaturą przejścia. Dla znanych dzisiaj nadprzewodników temperatura jest znacznie niższa niż 77 Kelwinów, temperatura ciekłego azotu. Utrzymywanie ich poniżej tej temperatury wiąże się z dużą ilością technologii kriogenicznej, która jest bardzo droga. Dlatego nadprzewodniki nadal nie pojawiają się w większości codziennych urządzeń elektronicznych. Naukowcy pracują nad opracowaniem nadprzewodników, które mogą działać w temperaturze pokojowej.