Zawartość

• Zaleta 1: Transformacja sieci energetycznej
• Zaleta 2: Poprawa telekomunikacji szerokopasmowej
• Zaleta 3: Pomoc w diagnostyce medycznej
• Wady nadprzewodników

Większość materiałów używanych przez ludzi jest podzielona na izolatory, takie jak tworzywa sztuczne lub przewodniki, takie jak aluminiowy garnek lub miedziany kabel. Izolatory mają bardzo wysoką odporność na elektryczność. Przewodniki takie jak miedź mają pewien opór. Inna klasa materiałów nie ma żadnego oporu po schłodzeniu do bardzo niskich temperatur, niższych niż najzimniejsza zamrażarka. Nazywane nadprzewodnikami, zostały odkryte w 1911 roku. Dziś rewolucjonizują sieci energetyczne, technologię telefonów komórkowych i diagnostykę medyczną. Naukowcy pracują nad tym, aby działały w temperaturze pokojowej.

Zaleta 1: Transformacja sieci energetycznej

Sieć elektroenergetyczna jest jednym z największych osiągnięć inżynierii XX wieku, jednak popyt wkrótce go przytłoczy. Na przykład blackout w Stanach Zjednoczonych w 2003 r., Który trwał około czterech dni, dotknął ponad 50 milionów ludzi i spowodował straty ekonomiczne w wysokości około 13 miliardów reali. Technologia nadprzewodząca zapewnia mniejsze straty przewodów i kabli oraz poprawia niezawodność i wydajność sieci energetycznej. Trwają plany zastąpienia obecnej sieci siatką nadprzewodzącą. Nadprzewodzący system energetyczny zajmuje mniej miejsca i jest zakopany w ziemi, zupełnie inaczej niż linie dzisiejszych sieci.

Zaleta 2: Poprawa telekomunikacji szerokopasmowej

Technologia telekomunikacji szerokopasmowej, która działa najlepiej na częstotliwościach gigahercowych, jest bardzo przydatna do poprawy wydajności i niezawodności telefonów komórkowych. Częstotliwości te są bardzo trudne do osiągnięcia przez nadprzewodnikowy odbiornik Hypres, wykorzystujący technologię zwaną szybkim pojedynczym przepływem kwantowym (RSFQ), odbiornikiem z układem scalonym. Działa za pomocą chłodnicy kriogenicznej 4 kelwinów. Ta technologia pojawia się w wielu wieżach nadawczych sygnału komórkowego.

Zaleta 3: Pomoc w diagnostyce medycznej

Jednym z pierwszych zastosowań nadprzewodnictwa na dużą skalę jest diagnostyka medyczna. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) wykorzystuje silne magnesy nadprzewodzące do wytwarzania dużych, jednolitych pól magnetycznych w ciele pacjenta. Skanery MRI, które zawierają układ chłodzenia ciekłego helu, odbierają, jak te pola magnetyczne odbijają się od organów w ciele. Maszyna na końcu tworzy obraz. Urządzenia do rezonansu magnetycznego przewyższają technologię rentgenowską w diagnozowaniu. Paul Leuterbur i Sir. Peter Mansfield otrzymał w 2003 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny, „za swoje odkrycia dotyczące obrazów MRI”, oparte na znaczeniu MRI i roli nadprzewodników dla medycyny.

Wady nadprzewodników

Materiały nadprzewodzące nadprzewodzą tylko wtedy, gdy są przechowywane poniżej określonej temperatury zwanej temperaturą przejścia. W przypadku praktycznych, znanych obecnie nadprzewodników, temperatura jest znacznie niższa niż 77 kelwinów, czyli temperatura ciekłego azotu. Utrzymywanie ich poniżej tej temperatury wymaga dużej ilości technologii kriogenicznej, która jest bardzo droga. Dlatego nadprzewodniki nie pojawiają się jeszcze w większości codziennych urządzeń elektronicznych. Naukowcy pracują nad nadprzewodnikami, które mogą działać w temperaturze pokojowej.