초전도체의 장단점

사람들이 사용하는 대부분의 재료는 플라스틱과 같은 절연체이거나 알루미늄 냄비 나 구리 케이블과 같은 전도체입니다. 절연체는 전기에 대한 저항이 매우 높습니다. 구리와 같은 전도체는 약간의 저항을 보입니다. 다른 종류의 재료는 가장 차가운 초저온 냉동고보다 낮은 매우 낮은 온도로 냉각 할 때 저항이 전혀 없습니다. 초전도체라고 불리는 이들은 1911 년에 발견되었습니다. 오늘날 그들은 전력망, 휴대폰 기술 및 의료 진단에 혁명을 일으키고 있습니다. 과학자들은 그것들이 실온에서 수행되도록 노력하고 있습니다.

전력망은 20 세기 최고의 엔지니어링 성과 중 하나입니다. 그러나 수요가이를 압도 할 것입니다. 예를 들어, 약 4 일 동안 지속 된 2003 년 북미 정전은 5 천만 명이 넘는 사람들에게 영향을 미치고 약 60 억 달러의 경제적 손실을 초래했습니다. 초전도체 기술은 무손실 전선 및 케이블을 제공하고 전력망의 신뢰성과 효율성을 향상시킵니다. 2030 년까지 현재의 전력망을 초전도 전력망으로 대체 할 계획이 진행 중입니다. 초전도 전력 시스템은 현재의 그리드 라인과는 상당히 다른 공간을 차지하고 땅에 묻혀 있습니다.

기가 헤르츠 주파수에서 가장 잘 작동하는 광대역 통신 기술은 휴대폰의 효율성과 신뢰성을 향상시키는 데 매우 유용합니다. 이러한 주파수는 반도체 기반 회로로 달성하기가 매우 어렵습니다. 그러나 고속 단일 플럭스 양자 또는 RSFQ, 집적 회로 수신기라는 기술을 사용하여 Hypres의 초전도체 기반 수신기에 의해 쉽게 달성되었습니다. 4 켈빈 냉동기의 도움으로 작동합니다. 이 기술은 많은 휴대폰 수신기 송신기 타워에서 나타나고 있습니다.

초전도의 첫 번째 대규모 응용 프로그램 중 하나는 의료 진단입니다. 자기 공명 영상 (MRI)은 강력한 초전도 자석을 사용하여 환자의 신체 내부에 크고 균일 한 자기장을 생성합니다. 액체 헬륨 냉동 시스템이 포함 된 MRI 스캐너는 이러한 자기장이 신체의 장기에 반사되는 방식을 포착합니다. 기계는 결국 이미지를 생성합니다. MRI 기계는 진단을 내릴 때 X 선 기술보다 우수합니다. Paul Leuterbur와 Peter Mansfield 경은 생리학 또는 의학 분야에서 2003 년 노벨상을 수상했습니다. 자기 공명 영상에 관한 것 ", MRI의 중요성의 기초가되는 초전도체 약.

초전도 물질은 전이 온도라고하는 주어진 온도 이하로 유지 될 때만 초전도를 만듭니다. 현재 알려진 실제 초전도체의 경우 온도는 액체 질소의 온도 인 77 켈빈보다 훨씬 낮습니다. 그 온도 이하로 유지하려면 값 비싼 극저온 기술이 많이 필요합니다. 따라서 초전도체는 여전히 대부분의 일상적인 전자 제품에 나타나지 않습니다. 과학자들은 실온에서 작동 할 수있는 초전도체를 설계하기 위해 노력하고 있습니다.