Зміст
- Перевага 1: Перетворення енергосистеми
- Перевага 2: Покращення широкосмугового зв'язку
- Перевага 3: Медична діагностична допомога
- Недоліки надпровідників
Більшість матеріалів, які використовують люди, розділені між ізоляторами, такими як пластмаси, або провідниками, наприклад, алюмінієвим горщиком або мідним кабелем. Ізолятори мають дуже високу стійкість до електрики. Провідники, як мідь, мають певний опір. Інший клас матеріалів не має опору при охолодженні до дуже низьких температур, холодніше, ніж у холодних морозильних камерах. Їх називали надпровідниками, вони були відкриті в 1911 році. Сьогодні вони революціонізують електричні мережі, технології мобільного телефону та медичну діагностику. Вчені працюють, щоб змусити їх виконувати при кімнатній температурі.
Перевага 1: Перетворення енергосистеми
Енергетична мережа - одне з найбільших інженерних досягнень ХХ століття, але попит на неї перевантажує. Наприклад, затемнення у США у 2003 році, яке тривало близько чотирьох днів, торкнулося понад 50 мільйонів чоловік і спричинило економічні втрати приблизно 13 мільярдів реалів. Надпровідникова технологія забезпечує втрату менше дротів і кабелів і підвищує надійність і ефективність електричної мережі. Планується замінити існуючу електромережу на надпровідну сітку. Надпровідна енергосистема займає менше нерухомості і заривається в землю, дуже відрізняється від ліній сучасних мереж.
Перевага 2: Покращення широкосмугового зв'язку
Широкосмугові телекомунікаційні технології, які працюють найкраще на частотах гігагерц, дуже корисні для підвищення ефективності та надійності стільникових телефонів. Ці частоти дуже важко досягти за допомогою гіпрів на основі надпровідників, використовуючи технологію, яка називається швидким однопоточним квантом (RSFQ), приймачем інтегральної схеми. Він працює за допомогою криогенного охолоджувача на 4 кельвіна. Ця технологія з'являється в багатьох передавачах сигналів стільникового телефону.
Перевага 3: Медична діагностична допомога
Одним з перших широкомасштабних застосувань надпровідності є медична діагностика. Магнітно-резонансна томографія, або МРТ, використовує сильні надпровідні магніти для отримання великих, рівномірних магнітних полів у тілі пацієнта. МРТ-сканери, що містять систему охолодження рідкого гелію, отримують, як ці магнітні поля відбиваються органами в тілі. Машина в кінці видає зображення. Машини МРТ перевершують технологію рентгенівського випромінювання при постановці діагнозу. Paul Leuterbur і сер. Пітер Менсфілд був удостоєний Нобелівської премії з фізіології та медицини 2003 року «за їхні знахідки щодо магнітного резонансу», засновану на важливості МРТ та впливу надпровідників на медицину.
Недоліки надпровідників
Супер надпровідні матеріали тільки свинцеві, коли вони зберігаються нижче певної температури, званої температурою переходу. Для практичних надпровідників, відомих сьогодні, температура значно нижче 77 Кельвінів, температура рідкого азоту. Зберігаючи їх нижче цієї температури, потрібно багато кріогенної технології, що дуже дорого. Тому надпровідники все ще не з'являються в більшості побутових електроніки. Вчені працюють над розробкою надпровідників, які можуть працювати при кімнатній температурі.