Vsebina
- Prednost 1: Preoblikovanje električne energije
- Prednost 2: Izboljšanje širokopasovne telekomunikacije
- Prednost 3: Pomoč medicinske diagnoze
- Slabosti superprevodnikov
Večina materialov, ki jih ljudje uporabljajo, so izolatorji, kot so plastika ali vodniki, na primer aluminijasti lonec ali bakreni kabel. Izolatorji kažejo zelo visoko odpornost na elektriko. Vodniki, kot je baker, kažejo nekaj odpora. Drugi razred materialov ne kaže nobene odpornosti, ko se ohladi na zelo nizke temperature, hladnejši od najbolj hladnega zamrzovalnika. Poimenovani superprevodniki, odkrili so jih leta 1911. Danes revolucionarno izvajajo električno omrežje, tehnologijo mobilnih telefonov in medicinsko diagnozo. Znanstveniki si prizadevajo, da bi jih izvajali pri sobni temperaturi.
Prednost 1: Preoblikovanje električne energije
Električno omrežje spada med največje inženirske dosežke 20. stoletja. Povpraševanje pa ga bo kmalu preplavilo. Na primer, severnoameriška odpoved leta 2003, ki je trajala približno štiri dni, je prizadela več kot 50 milijonov ljudi in povzročila približno 6 milijard dolarjev gospodarske izgube. Superprevodniška tehnologija zagotavlja žice in kable brez izgub ter izboljšuje zanesljivost in učinkovitost električnega omrežja. V pripravi so načrti za nadomestitev sedanjega elektroenergetskega omrežja do leta 2030 s superprevodnim elektroenergetskim omrežjem. Nadprevodni elektroenergetski sistem zaseda manj nepremičnin in je pokopan v tleh, precej drugačen od današnjih omrežnih vodov.
Prednost 2: Izboljšanje širokopasovne telekomunikacije
Širokopasovna telekomunikacijska tehnologija, ki najbolje deluje na frekvencah gigahercev, je zelo koristna za izboljšanje učinkovitosti in zanesljivosti mobilnih telefonov. Takšne frekvence je zelo težko doseči s polprevodniškim vezjem. Vendar jih je zlahka dosegel sprejemnik Hypress s superprevodnikom, ki uporablja tehnologijo, imenovano hitri kvant en sam tok ali RSFQ sprejemnik z integriranim vezjem. Deluje s pomočjo kriokolerja s 4 kelvini. Ta tehnologija se kaže v številnih stolpih oddajnikov sprejemnikov mobilnih telefonov.
Prednost 3: Pomoč medicinske diagnoze
Ena prvih obsežnih aplikacij superprevodnosti je v medicinski diagnostiki. Slikanje z magnetno resonanco ali MRI uporablja močne superprevodne magnete za ustvarjanje velikih in enotnih magnetnih polj v telesu bolnikov. MRI skenerji, ki vsebujejo sistem za hlajenje s tekočim helijem, ugotavljajo, kako ta magnetna polja odražajo organe v telesu. Na koncu stroj ustvari sliko. MRI aparati so pri postavitvi diagnoze boljši od rentgenskih tehnologij. Paul Leuterbur in sir Peter Mansfield sta leta 2003 prejela Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino, "za svoja odkritja o slikanju z magnetno resonanco", ki sta bila podlaga za pomen MRI in implikacijo superprevodnikov za medicino.
Slabosti superprevodnikov
Superprevodni materiali superprevodni so samo, če se hranijo pod dano temperaturo, imenovano prehodna temperatura. Za trenutno znane praktične superprevodnike je temperatura precej pod 77 Kelvin, temperatura tekočega dušika. Ohranjanje pod to temperaturo vključuje veliko drage kriogene tehnologije. Tako se superprevodniki še vedno ne kažejo v večini vsakodnevne elektronike. Znanstveniki delajo na zasnovi superprevodnikov, ki lahko delujejo pri sobni temperaturi.