Inhoud
- Voordeel 1: Transformeren van het elektriciteitsnet
- Voordeel 2: Verbetering van breedbandtelecommunicatie
- Voordeel 3: Medical Diagnostic Aid
- Nadelen van supergeleiders
De meeste materialen die mensen gebruiken, zijn verdeeld tussen isolatoren, zoals kunststoffen of geleiders, zoals een aluminiumpot of een koperen kabel. Isolatoren hebben een zeer hoge weerstand tegen elektriciteit. Geleiders zoals koper hebben enige weerstand. Een andere klasse materialen heeft geen weerstand bij koeling tot zeer lage temperaturen, kouder dan de koudere vriezer. Supergeleiders genaamd, werden ze ontdekt in 1911. Tegenwoordig zijn ze een revolutie in het elektrische netwerk, mobiele telefoontechnologie en medische diagnostiek. Wetenschappers werken eraan om ze op kamertemperatuur te laten presteren.
Voordeel 1: Transformeren van het elektriciteitsnet
Het elektriciteitsnet is een van de grootste technische prestaties van de 20ste eeuw, maar de vraag staat op het punt om het te overbelasten. Bijvoorbeeld, de black-out in 2003 in de Verenigde Staten, die ongeveer vier dagen duurde, trof meer dan 50 miljoen mensen en veroorzaakte een economisch verlies van ongeveer 13 miljard reais. Supergeleidertechnologie zorgt voor verlies van minder draden en kabels en verbetert de betrouwbaarheid en efficiëntie van het elektrische netwerk. Er zijn plannen gaande om het huidige elektriciteitsnet te vervangen door een supergeleidend net. Een supergeleidend elektriciteitssysteem bezet minder onroerend goed en ligt begraven in de grond, heel anders dan de lijnen van de hedendaagse netwerken.
Voordeel 2: Verbetering van breedbandtelecommunicatie
Breedbandtelecommunicatietechnologie, die het beste werkt op gigahertz-frequenties, is zeer nuttig voor het verbeteren van de effectiviteit en betrouwbaarheid van mobiele telefoons. Deze frequenties zijn erg moeilijk te bereiken door de supergeleider-gebaseerde ontvanger Hypres, met behulp van een technologie genaamd een snelle single-flow quantum (RSFQ), een ontvanger met geïntegreerde schakeling. Het werkt met de hulp van een cryogene koeler van 4 Kelvin. Deze technologie verschijnt in veel signaalzenders van mobiele telefoons.
Voordeel 3: Medical Diagnostic Aid
Een van de eerste grootschalige toepassingen van supergeleiding ligt in de medische diagnostiek. Magnetische resonantie beeldvorming, of MRI, maakt gebruik van sterke supergeleidende magneten om grote, uniforme magnetische velden in het lichaam van de patiënt te produceren. MRI-scanners, die een vloeibaar helium koelsysteem bevatten, ontvangen hoe deze magnetische velden worden gereflecteerd door de organen in het lichaam. De machine aan het einde produceert een afbeelding. MRI-machines zijn superieur aan röntgentechnologie bij het produceren van een diagnose. Paul Leuterbur en meneer. Peter Mansfield ontving de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde van 2003, "voor hun bevindingen met betrekking tot magnetische resonantie beeldvorming", gebaseerd op het belang van MRI en de implicatie van supergeleiders voor medicijnen.
Nadelen van supergeleiders
Supersupergeleidende materialen leiden alleen super aan als ze onder een specifieke temperatuur worden gehouden, de zogenaamde overgangstemperatuur. Voor de praktische supergeleiders die tegenwoordig bekend zijn, ligt de temperatuur ver beneden 77 Kelvin, de temperatuur van de vloeibare stikstof. Om ze onder deze temperatuur te houden, is veel cryogene technologie vereist, wat erg duur is. Daarom verschijnen supergeleiders nog steeds niet in de meeste alledaagse elektronica. Wetenschappers werken aan de ontwikkeling van supergeleiders die op kamertemperatuur kunnen werken.