Съдържание
- Предимство 1: Преобразуване на електрическата мрежа
- Предимство 2: Подобряване на широколентовата телекомуникация
- Предимство 3: Помощна медицинска диагноза
- Недостатъци на свръхпроводниците
Повечето материали, които хората използват са изолатори, като пластмаса или проводници, като алуминиев съд или меден кабел. Изолаторите показват много висока устойчивост на електричество. Проводници като мед показват известна устойчивост. Друг клас материали не показват никаква устойчивост, когато се охлаждат до много ниски температури, по-студени от най-хладния дълбок фризер. Наречени свръхпроводници, те са открити през 1911 г. Днес те правят революция в електрическата мрежа, технологията на мобилните телефони и медицинската диагностика. Учените работят, за да ги накарат да се представят при стайна температура.
Предимство 1: Преобразуване на електрическата мрежа
Електрическата мрежа е сред най-големите инженерни постижения на 20 век. Търсенето обаче е на път да го затрупа. Например, северноамериканското затъмнение от 2003 г., което продължи около четири дни, засегна над 50 милиона души и причини около 6 милиарда долара икономически загуби. Свръхпроводниковата технология осигурява проводници и кабели без загуби и подобрява надеждността и ефективността на електрическата мрежа. В момента се планира да се замени до 2030 г. настоящата електрическа мрежа със свръхпроводяща електрическа мрежа. Свръхпроводяща електроенергийна система заема по-малко недвижими имоти и е заровена в земята, доста различна от днешните мрежови линии.
Предимство 2: Подобряване на широколентовата телекомуникация
Широколентовата телекомуникационна технология, която работи най-добре на гигагерцови честоти, е много полезна за подобряване на ефективността и надеждността на мобилните телефони. Такива честоти са много трудни за постигане с полупроводникова схема. Те обаче са лесно постигнати от приемника на базата на свръхпроводник Hypress, използвайки технология, наречена бърз единичен поток поток или RSFQ приемник с интегрална схема. Той работи с помощта на 4-келвински криоохладител. Тази технология се показва в много кули на приемници на приемници на клетъчни телефони.
Предимство 3: Помощна медицинска диагноза
Едно от първите широкомащабни приложения на свръхпроводимост е в медицинската диагностика. Магнитният резонанс, или ЯМР, използва мощни свръхпроводящи магнити за производство на големи и еднообразни магнитни полета вътре в тялото на пациента. ЯМР скенерите, които съдържат система за охлаждане на течен хелий, показват как тези магнитни полета се отразяват от органите в тялото. В крайна сметка машината създава изображение. ЯМР-апаратите превъзхождат рентгеновата технология при създаването на диагноза. Пол Льотербур и сър Питър Мансфийлд бяха наградени с Нобеловата награда за физиология или медицина за 2003 г., „за своите открития относно магнитния резонанс“, които стоят в основата на значимостта на ЯМР и чрез имплицираните свръхпроводници, за медицината.
Недостатъци на свръхпроводниците
Свръхпроводящи материали свръхпроводими само когато се поддържат под определена температура, наречена преходна температура. За сега известните практични свръхпроводници, температурата е много под 77 Келвин, температурата на течния азот. Поддържането им под тази температура включва много скъпа криогенна технология. По този начин, свръхпроводниците все още не се показват в повечето ежедневни електроника. Учените работят върху проектирането на свръхпроводници, които могат да работят при стайна температура.