Prednosti in slabosti superprevodnikov

Večina materialov, ki jih ljudje uporabljajo, so izolatorji, kot je plastika, ali vodniki, kot je aluminijast lonec ali bakreni kabel. Izolatorji kažejo zelo visoko odpornost proti elektriki. Dirigenti, kot je baker, kažejo določeno odpornost. Drug razred materialov sploh ni odporen, ko se ohladi na zelo nizke temperature, hladnejši od najbolj hladnega zamrzovalnika. Imenovani superprevodniki so bili odkriti leta 1911. Danes revolucionirajo električno omrežje, tehnologijo mobilnih telefonov in medicinsko diagnostiko. Znanstveniki si prizadevajo, da bi jim uspelo pri sobni temperaturi.

Prednost 1: Preoblikovanje električnega omrežja

Električno omrežje je eden največjih inženirskih dosežkov 20. stoletja. Povpraševanje pa ga bo kmalu premagalo. Na primer, severnoameriški izpad leta 2003, ki je trajal približno štiri dni, je prizadel več kot 50 milijonov ljudi in povzročil približno 6 milijard dolarjev gospodarske izgube. Superprevodniška tehnologija zagotavlja žice in kable brez izgub ter izboljšuje zanesljivost in učinkovitost električnega omrežja. V načrtu so do leta 2030 sedanje elektroenergetsko omrežje nadomestiti s superprevodnim električnim omrežjem. Superprevodni elektroenergetski sistem zavzema manj nepremičnin in je zakopan v zemljo, kar se razlikuje od današnjih omrežnih vodov.

instagram story viewer

Prednost 2: Izboljšanje širokopasovne telekomunikacije

Širokopasovna telekomunikacijska tehnologija, ki najbolje deluje na gigaherčnih frekvencah, je zelo koristna za izboljšanje učinkovitosti in zanesljivosti mobilnih telefonov. Takšne frekvence je zelo težko doseči s polprevodniškimi vezji. Vendar jih je s pomočjo Hypresovega superprevodniškega sprejemnika zlahka dosegel s tehnologijo, imenovano sprejemnik z integriranim vezjem hitrega enojnega toka ali RSFQ. Deluje s pomočjo krilnega hladilnika s 4 kelvini. Ta tehnologija se pojavlja v številnih oddajniških stolpih sprejemnikov mobilnih telefonov.

Prednost 3: Pomaganje medicinski diagnozi

Ena prvih obsežnih aplikacij superprevodnosti je v medicinski diagnostiki. Slikanje z magnetno resonanco ali magnetna resonanca uporablja močne superprevodne magnete za ustvarjanje velikih in enakomernih magnetnih polj v pacientovem telesu. MRI skenerji, ki vsebujejo hladilni sistem s tekočim helijem, zaznajo, kako organi v telesu odsevajo ta magnetna polja. Naprava sčasoma ustvari sliko. MRI aparati so pri postavljanju diagnoze boljši od rentgenske tehnologije. Paul Leuterbur in Sir Peter Mansfield sta bila leta 2003 nagrajena z Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino, "za svoja odkritja v zvezi s slikanjem z magnetno resonanco, "ki je pomemben za magnetno resonanco in s tem implikacijski superprevodniki, da zdravilo.

Slabosti superprevodnikov

Superprevodni materiali superprevajajo le, če so pod določeno temperaturo, imenovano temperatura prehoda. Za trenutno znane praktične superprevodnike je temperatura precej pod 77 Kelvinov, temperatura tekočega dušika. Če jih držimo pod to temperaturo, gre za veliko drage kriogene tehnologije. Tako se superprevodniki še vedno ne pojavljajo v večini vsakdanje elektronike. Znanstveniki se ukvarjajo z oblikovanjem superprevodnikov, ki lahko delujejo pri sobni temperaturi.

Teachs.ru
  • Deliti
instagram viewer