Sisältö
- Etu 1: Sähköverkon muuttaminen
- Etu 2: Laajakaistaisen tietoliikenteen parantaminen
- Etu 3: Apu lääketieteelliseen diagnoosiin
- Suprajohtimien haitat
Suurin osa ihmisten käyttämistä materiaaleista on eristeitä, kuten muovia, tai johtimia, kuten alumiinipotti tai kuparikaapeli. Eristeiden sähkövastus on erittäin korkea. Kuparin kaltaiset johtimet osoittavat jonkin verran vastusta. Toisella materiaaliluokalla ei ole mitään vastuskykyä, kun se jäähdytetään erittäin matalaan lämpötilaan, viileämmäksi kuin tyylikkäin syväpakaste. Ne kutsuttiin suprajohteiksi ja löydettiin vuonna 1911. Nykyään ne mullistavat sähköverkkoa, matkapuhelinteknologiaa ja lääketieteellistä diagnoosia. Tutkijat pyrkivät saamaan heidät toimimaan huoneenlämmössä.
Etu 1: Sähköverkon muuttaminen
Sähköverkko on yksi 1900-luvun suurimmista tekniikan saavutuksista. Kysyntä kuitenkin kasvaa. Esimerkiksi Pohjois-Amerikan vuoden 2003 sähkökatkos, joka kesti noin neljä päivää, vaikutti yli 50 miljoonaan ihmiseen ja aiheutti noin 6 miljardin dollarin taloudellisen menetyksen. Suprajohdinteknologia tarjoaa häviöttömiä johtimia ja kaapeleita ja parantaa sähköverkon luotettavuutta ja tehokkuutta. Suunnitelmia on korvata nykyinen sähköverkko vuoteen 2030 mennessä suprajohtavalla sähköverkolla. Suprajohtava voimajärjestelmä vie vähemmän kiinteistöjä ja on haudattu maahan, aivan erilainen kuin nykyiset kantaverkot.
Etu 2: Laajakaistaisen tietoliikenteen parantaminen
Laajakaistainen tietoliikennetekniikka, joka toimii parhaiten gigahertsitaajuuksilla, on erittäin hyödyllinen matkapuhelimien tehokkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi. Tällaisia taajuuksia on erittäin vaikea saavuttaa puolijohdepohjaisilla piireillä. Ne on kuitenkin saavutettu helposti Hypress-suprajohdinpohjaisella vastaanottimella, käyttämällä tekniikkaa, jota kutsutaan nopeaksi yhden fluxin kvanttiksi tai RSFQ, integroidun piirin vastaanottimeksi. Se toimii 4 kelvinin kylmäjäähdyttimen avulla. Tämä tekniikka on näkyvissä monissa matkapuhelinvastaanottimen lähettimissä.
Etu 3: Apu lääketieteelliseen diagnoosiin
Yksi ensimmäisistä suprajohtavuuden laajamittaisista sovelluksista on lääketieteellisessä diagnoosissa. Magneettiresonanssikuvaus tai MRI käyttää voimakkaita suprajohtavia magneetteja tuottamaan suuria ja yhtenäisiä magneettikenttiä potilaan kehossa. MRI-skannerit, jotka sisältävät nestemäistä heliumjäähdytysjärjestelmää, poimivat, kuinka nämä magneettikentät heijastuvat kehon elimissä. Laite tuottaa lopulta kuvan. MRI-koneet ovat parempia kuin röntgentekniikka diagnoosin laatimisessa. Paul Leuterbur ja Sir Peter Mansfield saivat vuoden 2003 Nobel-palkinnon fysiologiassa tai lääketieteessä "havainnoistaan, jotka koskivat magneettisen resonanssikuvantamista", jotka perustuvat MRI: n merkitykseen ja implisiittisesti suprajohteisiin lääketieteelle.
Suprajohtimien haitat
Suprajohtavat materiaalit suprajohtavat vain, kun niitä pidetään tietyn lämpötilan alapuolella, jota kutsutaan siirtymälämpötilaksi. Nykyisin tunnetuille käytännöllisille suprajohteille lämpötila on paljon alle 77 kelviniä, nestemäisen typen lämpötila. Niiden pitäminen alle tämän lämpötilan vaatii paljon kallista kryogeenistä tekniikkaa. Siksi suprajohteet eivät edelleenkään näy useimmissa päivittäisissä elektroniikoissa. Tutkijat suunnittelevat suprajohteita, jotka voivat toimia huoneenlämpötilassa.