Зміст
- Перевага 1: Трансформація електромережі
- Перевага 2: Покращення широкосмугової телекомунікації
- Перевага 3: Допомога медичної діагностики
- Недоліки надпровідників
Більшість матеріалів, які люди використовують, - це ізолятори, як пластик або провідники, як алюмінієвий горщик або мідний кабель. Ізолятори виявляють дуже високу стійкість до електрики. Такі провідники, як мідь, виявляють певний опір. Інший клас матеріалів не виявляє стійкості взагалі при охолодженні до дуже низьких температур, прохолодніше, ніж найкрутіший глибокий морозильник. Називаються надпровідниками, вони були виявлені в 1911 році. Сьогодні вони здійснюють революцію в електромережі, технології стільникового телефону та медичній діагностиці. Вчені працюють над тим, щоб змусити їх працювати при кімнатній температурі.
Перевага 1: Трансформація електромережі
Електромережа - одне з найбільших інженерних досягнень 20 століття. Попит, однак, ось-ось завалить його. Наприклад, північноамериканське затемнення 2003 року, яке тривало близько чотирьох днів, торкнулося понад 50 мільйонів осіб і спричинило економічні збитки близько 6 мільярдів доларів. Суперпровідникова технологія забезпечує проводів та кабелів без втрат та покращує надійність та ефективність електромережі. Зараз планується замінити до 2030 року існуючу електромережу надпровідною електромережею. Надпровідна система електроживлення займає менше об'єктів нерухомості і закопана в землю, що зовсім відрізняється від поточних ліній електромереж.
Перевага 2: Покращення широкосмугової телекомунікації
Широкосмугова технологія телекомунікацій, яка найкраще працює на частотах гігагерців, дуже корисна для підвищення ефективності та надійності стільникових телефонів. Таких частот дуже важко досягти за допомогою напівпровідникової схеми. Однак, їх легко досягти приймачем на основі надпровідника Hypress, використовуючи технологію, що називається швидким однокваточним квантом, або RSFQ, приймачем з інтегральною схемою. Він працює за допомогою кріоохладителя 4-кельвіна. Ця технологія проявляється у багатьох вежах приймача стільникового телефону.
Перевага 3: Допомога медичної діагностики
Одне з перших масштабних застосувань надпровідності - в медичній діагностиці. Магнітно-резонансна томографія або МРТ використовують потужні надпровідні магніти для отримання великих і рівномірних магнітних полів всередині організму пацієнтів. МРТ-сканери, що містять систему охолодження рідкого гелію, визначають, як ці магнітні поля відображаються органами в організмі. Машина зрештою створює зображення. МРТ-апарати перевершують рентгенівські технології при постановці діагнозу. Пол Лейтербург та сер Пітер Менсфілд були удостоєні Нобелівської премії 2003 року з фізіології чи медицини, "за свої відкриття щодо магнітно-резонансної томографії", що лежать в основі значущості МРТ і, за наслідками надпровідників, для медицини.
Недоліки надпровідників
Надпровідні матеріали надпровідні лише тоді, коли підтримуються нижче заданої температури, званої температури переходу. На сьогодні відомі практичні надпровідники, температура набагато нижче 77 Келвіна, температура рідкого азоту. Утримання їх нижче цієї температури передбачає багато дорогих кріогенних технологій. Таким чином, надпровідники все ще не виявляються в більшості повсякденної електроніки. Вчені працюють над розробкою надпровідників, які можуть працювати при кімнатній температурі.