Prednosti i nedostaci superprovodnika

Većina materijala koje ljudi koriste su izolatori, poput plastike, ili vodiči, poput aluminijske posude ili bakrenog kabela. Izolatori pokazuju vrlo visoku otpornost na električnu energiju. Provodnici poput bakra pokazuju određeni otpor. Druga klasa materijala uopće ne pokazuje otpor kad se hladi na vrlo niske temperature, hladnija od najhladnijeg zamrzivača. Nazvani superprovodnicima, otkriveni su 1911. godine. Danas revolucioniraju električnu mrežu, tehnologiju mobitela i medicinsku dijagnozu. Znanstvenici rade na tome da rade na sobnoj temperaturi.

Prednost 1: Transformacija električne mreže

Električna mreža je jedno od najvećih inženjerskih dostignuća 20. stoljeća. Potražnja će je, međutim, svladati. Primjerice, sjevernoamerički nestanak 2003., koji je trajao oko četiri dana, zahvatio je preko 50 milijuna ljudi i prouzročio oko 6 milijardi američkih dolara ekonomskog gubitka. Superprovodnička tehnologija pruža žice i kabele bez gubitaka i poboljšava pouzdanost i učinkovitost električne mreže. U tijeku su planovi da se do 2030. godine sadašnja elektroenergetska mreža zamijeni superprovodnom električnom mrežom. Superprovodljivi elektroenergetski sustav zauzima manje nekretnina i zakopan je u zemlju, sasvim različito od današnjih mrežnih vodova.

Prednost 2: Poboljšanje širokopojasne telekomunikacije

Širokopojasna telekomunikacijska tehnologija, koja najbolje radi na frekvencijama gigaherca, vrlo je korisna za poboljšanje učinkovitosti i pouzdanosti mobitela. Takve frekvencije vrlo je teško postići pomoću poluvodičkih krugova. Međutim, lako ih je postigao Hypresov prijemnik zasnovan na supervodiču, koristeći tehnologiju koja se naziva brzi kvant s jednim protokom ili RSFQ, integrirani krug. Djeluje uz pomoć krio hladnjaka s 4 kelvina. Ova se tehnologija pojavljuje u mnogim kulama odašiljača mobitela.

Prednost 3: Pomaganje medicinskoj dijagnozi

Jedna od prvih velikih primjena superprovodljivosti je u medicinskoj dijagnozi. Magnetska rezonancija ili MRI koristi moćne superprovodljive magnete za stvaranje velikih i jednolikih magnetskih polja unutar pacijentovog tijela. MRI skeneri koji sadrže rashladni sustav s tekućim helijem utvrđuju kako tijela u tijelu odražavaju ta magnetska polja. Stroj na kraju stvara sliku. MRI aparati su superiorniji od rentgenske tehnologije u postavljanju dijagnoze. Paul Leuterbur i Sir Peter Mansfield dobili su 2003. godine Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu, "za svoja otkrića u vezi sa slikanjem magnetske rezonancije, "u osnovi važnosti magnetske rezonancije, i podrazumijevajući superprovodnike, za lijek.

Mane supravodiča

Superprovodljivi materijali supervode se samo ako se drže ispod zadate temperature koja se naziva temperatura prijelaza. Za trenutno poznate praktične supravodiče, temperatura je znatno ispod 77 Kelvina, temperatura tekućeg dušika. Održavanje ispod te temperature uključuje puno skupe kriogene tehnologije. Dakle, supravodiči se još uvijek ne pojavljuju u većini svakodnevne elektronike. Znanstvenici rade na dizajniranju supravodiča koji mogu raditi na sobnoj temperaturi.

  • Udio
instagram viewer