Vsebina
- Prednost 1: Preoblikovanje električnega omrežja
- Prednost 2: Izboljšanje širokopasovnih telekomunikacij
- Prednost 3: Medicinska diagnostika
- Slabosti superprevodnikov
Večina materialov, ki jih uporabljajo ljudje, je razdeljena med izolatorje, kot so plastika, ali vodniki, kot so aluminijasta posoda ali bakreni kabel. Izolatorji imajo zelo visoko odpornost na elektriko. Vodniki kot baker imajo nekaj upora. Drugi razred materialov nima odpornosti, ko se ohladi na zelo nizke temperature, hladnejše od hladnejšega zamrzovalnika. Poklicani superprevodniki so bili odkriti leta 1911. Danes revolucionirajo električno omrežje, tehnologijo mobilnega telefona in medicinsko diagnostiko. Znanstveniki si prizadevajo, da bi jih izvedli pri sobni temperaturi.
Prednost 1: Preoblikovanje električnega omrežja
Električno omrežje je med največjimi inženirskimi dosežki 20. stoletja, vendar ga bo povpraševanje preobremenilo. Na primer, izpad električne energije leta 2003 v Združenih državah, ki je trajal približno štiri dni, je prizadel več kot 50 milijonov ljudi in povzročil gospodarsko izgubo v višini približno 13 milijard reajev. Tehnologija superprevodnikov zagotavlja izgubo manj žic in kablov ter izboljša zanesljivost in učinkovitost električnega omrežja. V teku so načrti za nadomestitev sedanjega električnega omrežja s superprevodno mrežo. Superprevodni sistem zaseda manj nepremičnin in je zakopan v zemljo, zelo drugačen od današnjih mrež.
Današnji nadzemni kabli bodo zamenjani s pokopanimi superprevodnimi kabli (Comstock / Comstock / Getty Images)
Prednost 2: Izboljšanje širokopasovnih telekomunikacij
Širokopasovna telekomunikacijska tehnologija, ki najbolje deluje na frekvencah gigaherc, je zelo koristna za izboljšanje učinkovitosti in zanesljivosti mobilnih telefonov. Te frekvence je zelo težko doseči s superprevodniškimi sprejemniki Hypres, ki uporabljajo tehnologijo, imenovano hitro enofrekvenčni kvant (RSFQ), sprejemnik integriranega vezja. Deluje s pomočjo 4 kelvinskega kriogenega hladilnika. Ta tehnologija se pojavlja v številnih prenosnikih signalov mobilnega telefona.
Prednost 3: Medicinska diagnostika
Ena od prvih obsežnih aplikacij superprevodnosti je v medicinski diagnostiki. Za slikanje z magnetno resonanco ali MRI se uporabljajo močni superprevodni magneti za ustvarjanje velikih, enakomernih magnetnih polj znotraj pacientovega telesa. MRI skenerji, ki vsebujejo hladilni sistem tekočega helija, prejmejo, kako se ta magnetna polja odražajo v organih v telesu. Naprava na koncu ustvari sliko. MRI stroji so boljši od rentgenske tehnologije pri izdelavi diagnoze. Paul Leuterbur in gospod. Peter Mansfield je leta 2003 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino, "za svoje ugotovitve v zvezi z magnetno resonanco," na podlagi pomena MRI in posledic superprevodnikov za medicino.
Slabosti superprevodnikov
Super superprevodni materiali samo super svinca, ko se hranijo pod določeno temperaturo, imenovano prehodna temperatura. Za praktične superprevodnike, ki so danes znani, je temperatura precej pod 77 Kelvinov, temperatura tekočega dušika. Ohranjanje teh temperatur pod to temperaturo vključuje veliko kriogenske tehnologije, kar je zelo drago. Zato se superprevodniki še vedno ne pojavljajo v večini vsakdanje elektronike. Znanstveniki delajo na razvoju superprevodnikov, ki lahko delujejo pri sobni temperaturi.