Innehåll

• Fördel 1: Omvandla elnätet
• Fördel 2: Förbättring av bredbandstelekommunikation
• Fördel 3: Hjälp vid medicinsk diagnostik
• Nackdelar med superledare

De flesta material som människor använder är uppdelade mellan isolatorer, som plast eller ledare, som en aluminiumkruka eller en kopparkabel. Isolatorer har mycket hög motståndskraft mot elektricitet. Ledare som koppar har ett visst motstånd. En annan klass av material har inget motstånd alls när de kyls till mycket låga temperaturer, svalare än den kallaste frysen. Kallade superledare, de upptäcktes 1911. Idag revolutionerar de kraftnätet, mobiltelefonteknik och medicinsk diagnostik. Forskare arbetar för att få dem att prestera vid rumstemperatur.

Fördel 1: Omvandla elnätet

Kraftnätet är ett av de största framstegen inom teknik på 1900-talet, men efterfrågan håller på att överbelasta det. Till exempel drabbade blackout 2003 i USA, som varade i cirka fyra dagar, mer än 50 miljoner människor och orsakade en ekonomisk förlust på cirka 13 miljarder reais. Superledande teknik ger mindre kabel- och kabelförlust och förbättrar kraftnäts tillförlitlighet och effektivitet. Planer pågår för att ersätta det nuvarande nätet med ett supraledande nät. Ett supraledande energisystem upptar mindre byggnader och är begravd i marken, mycket annorlunda än dagens nätverk.

Fördel 2: Förbättring av bredbandstelekommunikation

Bredbandstelekommunikationsteknik, som fungerar bäst på gigahertz-frekvenser, är mycket användbar för att förbättra effektiviteten och tillförlitligheten hos mobiltelefoner. Dessa frekvenser är mycket svåra att uppnå av den supraledande mottagaren baserad på Hypres, med hjälp av en teknik som kallas fast single flow quantum (RSFQ), en integrerad kretsmottagare. Den fungerar med en kryogen kylare med 4 kelvin. Denna teknik förekommer i många torn för cellöverföring.

Fördel 3: Hjälp vid medicinsk diagnostik

En av de första storskaliga tillämpningarna av supraledning är inom medicinsk diagnostik. Magnetisk resonanstomografi, eller MR, använder starka supraledande magneter för att producera stora, enhetliga magnetfält i patientens kropp. MR-skannrar, som innehåller ett flytande heliumkylsystem, får hur dessa magnetfält reflekteras av organen i kroppen. Maskinen i slutet producerar en bild. MR-maskiner är överlägsna röntgenteknik när de ger en diagnos. Paul Leuterbur och Sir. Peter Mansfield tilldelades 2003 Nobelpriset i fysiologi eller medicin, "för sina upptäckter om MR-bilder", baserat på vikten av MR, och innebörden av superledare för medicinen.

Nackdelar med superledare

Superledande material endast superledande när de hålls under en specifik temperatur som kallas övergångstemperaturen. För de praktiska superledare som är kända idag är temperaturen långt under 77 Kelvin, temperaturen för flytande kväve. Att hålla dem under den temperaturen innebär mycket kryogen teknik, vilket är mycket dyrt. Därför visas superledare ännu inte i de flesta vardagliga elektronik. Forskare arbetar med att utveckla supraledare som kan fungera vid rumstemperatur.