Supravadītāju priekšrocības un trūkumi

Lielākā daļa materiālu, ko cilvēki izmanto, ir izolatori, piemēram, plastmasa, vai vadītāji, piemēram, alumīnija trauks vai vara kabelis. Izolatori uzrāda ļoti augstu izturību pret elektrību. Tādi diriģenti kā vara parāda zināmu pretestību. Cita materiālu klase vispār neuzrāda pretestību, atdzesējot līdz ļoti zemai temperatūrai, vēsāk nekā vēsākā dziļā saldētava. Saukti par supravadītājiem viņi tika atklāti 1911. gadā. Šodien viņi ir radikāli mainījuši elektrotīklu, mobilo tālruņu tehnoloģiju un medicīnisko diagnozi. Zinātnieki strādā, lai tie darbotos istabas temperatūrā.

1. priekšrocība: Elektrotīkla pārveidošana

Elektrotīkls ir viens no lielākajiem 20. gadsimta inženiertehniskajiem sasniegumiem. Tomēr pieprasījums to drīz nomāc. Piemēram, 2003. gada Ziemeļamerikas aptumšošana, kas ilga apmēram četras dienas, skāra vairāk nekā 50 miljonus cilvēku un radīja aptuveni 6 miljardus ASV dolāru lielu ekonomisku zaudējumu. Supravadītāju tehnoloģija nodrošina vadus un kabeļus bez zaudējumiem un uzlabo elektrotīkla uzticamību un efektivitāti. Tiek gatavoti plāni līdz 2030. gadam pašreizējo elektrotīklu aizstāt ar supravadītspējīgu elektrotīklu. Supravadoša energosistēma aizņem mazāk nekustamo īpašumu un ir aprakta zemē, kas ir diezgan atšķirīga no mūsdienu tīkla līnijām.

2. priekšrocība: platjoslas telekomunikāciju uzlabošana

Platjoslas telekomunikāciju tehnoloģija, kas vislabāk darbojas gigahercu frekvencēs, ir ļoti noderīga, lai uzlabotu mobilo tālruņu efektivitāti un uzticamību. Šādas frekvences ir ļoti grūti sasniegt, izmantojot uz pusvadītāju balstītas shēmas. Tomēr tos ir viegli sasniedzis ar Hypres supravadītāju balstītu uztvērēju, izmantojot tehnoloģiju, ko sauc par ātrās vienas plūsmas kvantu jeb RSFQ, integrālās shēmas uztvērēju. Tas darbojas ar 4 kelvīnu kriojdzesētāja palīdzību. Šī tehnoloģija parādās daudzos mobilo tālruņu uztvērēju raidītāju torņos.

3. priekšrocība: medicīniskā diagnostika

Viens no pirmajiem plaša mēroga supravadītspējas pielietojumiem ir medicīniskā diagnostika. Magnētiskās rezonanses attēlveidošana jeb MRI izmanto jaudīgus supravadītus magnētus, lai pacienta ķermenī radītu lielus un vienmērīgus magnētiskos laukus. MRI skeneri, kas satur šķidru hēlija saldēšanas sistēmu, uztver, kā ķermenī orgāni atspoguļo šos magnētiskos laukus. Iekārta galu galā rada attēlu. MRI aparāti ir labāki par rentgena tehnoloģiju diagnozes noteikšanā. Pāvilam Leuterburgam un seram Pīteram Mansfīldam 2003. gadā tika piešķirta Nobela prēmija fizioloģijā vai medicīnā "par atklājumiem attiecībā uz magnētiskās rezonanses attēlveidošanu ", kas ir MRI nozīmes pamatā, un netieši arī supravadītāji medicīna.

Supravadītāju trūkumi

Supravadoši materiāli supravadīts tikai tad, ja tiek turēti zem noteiktās temperatūras, ko sauc par pārejas temperatūru. Pašlaik zināmiem praktiskiem supravadītājiem temperatūra ir daudz zem 77 Kelvina, šķidrā slāpekļa temperatūra. To uzturēšana zem šīs temperatūras ietver daudz dārgu kriogēnu tehnoloģiju. Tādējādi lielākajā daļā ikdienas elektronikas joprojām nav redzami supravadītāji. Zinātnieki strādā pie supravadītāju projektēšanas, kas var darboties istabas temperatūrā.

  • Dalīties
instagram viewer