Περιεχόμενο
- Πλεονέκτημα 1: Μετασχηματισμός του ηλεκτρικού δικτύου
- Πλεονέκτημα 2: Βελτίωση των Ευρυζωνικών Τηλεπικοινωνιών
- Πλεονέκτημα 3: Ιατρική διαγνωστική βοήθεια
- Μειονεκτήματα υπεραγωγών
Τα περισσότερα από τα υλικά που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι χωρίζονται μεταξύ μονωτών, όπως πλαστικά ή αγωγοί, όπως ένα δοχείο από αλουμίνιο ή ένα χάλκινο καλώδιο. Οι μονωτήρες έχουν πολύ υψηλή αντίσταση στην ηλεκτρική ενέργεια. Οι αγωγοί όπως ο χαλκός έχουν κάποια αντίσταση. Μια άλλη κατηγορία υλικών δεν έχει αντίσταση όταν ψύχεται σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, ψυχρότερη από τον ψυχρότερο καταψύκτη. Ονομάζονται υπεραγωγοί, ανακαλύφθηκαν το 1911. Σήμερα επαναστατώνουν το ηλεκτρικό δίκτυο, την τεχνολογία κυττάρων και την ιατρική διάγνωση. Οι επιστήμονες εργάζονται για να τους κάνουν να παίζουν σε θερμοκρασία δωματίου.
Πλεονέκτημα 1: Μετασχηματισμός του ηλεκτρικού δικτύου
Το ηλεκτρικό δίκτυο είναι ένα από τα μεγαλύτερα τεχνικά επιτεύγματα του 20ού αιώνα. Η ζήτηση, ωστόσο, πρόκειται να την υπερφορτώσει. Για παράδειγμα, η συρρίκνωση του 2003 στις Ηνωμένες Πολιτείες, η οποία διήρκεσε περίπου τέσσερις ημέρες, επηρέασε πάνω από 50 εκατομμύρια ανθρώπους και προκάλεσε οικονομική απώλεια περίπου 13 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Η τεχνολογία υπεραγωγών παρέχει απώλεια λιγότερων συρμάτων και καλωδίων και βελτιώνει την αξιοπιστία και την αποδοτικότητα του ηλεκτρικού δικτύου. Πραγματοποιούνται σχέδια για την αντικατάσταση του υπάρχοντος ηλεκτρικού δικτύου με ένα υπεραγωγικό πλέγμα. Ένα υπεραγωγικό σύστημα ισχύος καταλαμβάνει λιγότερα ακίνητα και είναι θαμμένο στο έδαφος, πολύ διαφορετικό από τις γραμμές των σημερινών δικτύων.
Πλεονέκτημα 2: Βελτίωση των Ευρυζωνικών Τηλεπικοινωνιών
Η ευρυζωνική τεχνολογία τηλεπικοινωνιών, η οποία λειτουργεί καλύτερα στις συχνότητες gigahertz, είναι πολύ χρήσιμη για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της αξιοπιστίας των κινητών τηλεφώνων. Αυτές οι συχνότητες είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθούν από τον δέκτη Hypres βασισμένο σε υπεραγωγούς, χρησιμοποιώντας μια τεχνολογία που ονομάζεται γρήγορος κβαντικός μονοκύλινδρος (RSFQ), ένας δέκτης ολοκληρωμένου κυκλώματος. Λειτουργεί με τη βοήθεια ενός κρυογονικού ψύκτη 4 kelvin. Αυτή η τεχνολογία εμφανίζεται σε πολλούς πομπούς σήματος κινητού τηλεφώνου.
Πλεονέκτημα 3: Ιατρική διαγνωστική βοήθεια
Μία από τις πρώτες εφαρμογές μεγάλης κλίμακας υπεραγωγιμότητας είναι στην ιατρική διάγνωση. Η απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού ή μαγνητική τομογραφία χρησιμοποιεί ισχυρούς υπεραγώγιμους μαγνήτες για να παράγει μεγάλα, ομοιόμορφα μαγνητικά πεδία μέσα στο σώμα του ασθενούς. Οι σαρωτές μαγνητικής τομογραφίας, οι οποίοι περιέχουν ένα σύστημα ψύξης υγρού ηλίου, λαμβάνουν τον τρόπο με τον οποίο τα μαγνητικά αυτά πεδία αντανακλώνται από τα όργανα του σώματος. Το μηχάνημα στο τέλος παράγει μια εικόνα. Οι μηχανές μαγνητικής τομογραφίας είναι ανώτερες από την τεχνολογία ακτίνων Χ για την παραγωγή διάγνωσης. Paul Leuterbur και Sir. Ο Peter Mansfield έλαβε το βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής του 2003 "για τα ευρήματά τους σχετικά με την απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού", με βάση τη σπουδαιότητα της μαγνητικής τομογραφίας και την επίδραση των υπεραγωγών για την ιατρική.
Μειονεκτήματα υπεραγωγών
Τα έξοχα υπεραγώγιμα υλικά οδηγούν μόνο σούπερ όταν οδηγούνται κάτω από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία που ονομάζεται θερμοκρασία μετάβασης. Για τους πρακτικούς υπεραγωγούς που είναι γνωστοί σήμερα, η θερμοκρασία είναι αρκετά κάτω από τους 77 Kelvin, η θερμοκρασία του υγρού αζώτου. Η διατήρησή τους κάτω από αυτή τη θερμοκρασία περιλαμβάνει πολλή κρυογονική τεχνολογία, η οποία είναι πολύ ακριβή. Ως εκ τούτου, οι υπεραγωγοί εξακολουθούν να μην εμφανίζονται στις περισσότερες καθημερινές ηλεκτρονικές συσκευές. Οι επιστήμονες εργάζονται για την ανάπτυξη υπεραγωγών που μπορούν να λειτουργούν σε θερμοκρασία δωματίου.