• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Fördelar och nackdelar med Superconductors

    De flesta material som människor använder är isolatorer, som plast eller ledare, som en aluminiumskruka eller en kopparkabel. Isolatorer visar mycket hög resistans mot el. Ledare som koppar visar viss motståndskraft. En annan klass av material visar inget motstånd alls när det kyls till mycket låga temperaturer, svalare än den coolaste djupfrysaren. Uppkallade superledare, de upptäcktes 1911. Idag revolutionerar de elnätet, mobiltelefontekniken och medicinsk diagnos. Forskare arbetar för att få dem att fungera vid rumstemperatur.

    Fördel 1: Förvandla elnätet

    Elnätet är en av de största tekniska resultaten från 20-talet. Efterfrågan är dock på väg att överväldiga den. Till exempel påverkades den nordamerikanska blackout 2003, som varade omkring fyra dagar, över 50 miljoner personer och orsakade cirka 6 miljarder dollar i ekonomisk förlust. Superledartekniken ger förlustfria ledningar och kablar och förbättrar elnätets tillförlitlighet och effektivitet. Planer är på väg att ersätta det nuvarande kraftnätet före 2030 med ett superledande kraftnät. Ett superledande kraftsystem upptar mindre fastigheter och är begravd i marken, helt annorlunda än dagens rader.

    Förbättring 2: Förbättring av bredbandstrafik

    Bredbandstekommunikationsteknik, vilken fungerar bäst vid gigahertz-frekvenser, är mycket användbart för att förbättra effektiviteten och pålitligheten hos mobiltelefoner. Sådana frekvenser är mycket svåra att uppnå med halvledarbaserade kretsar. De har emellertid lätt uppnåtts av Hypres superledarbaserade mottagare, med hjälp av en teknik som kallas snabb enkelflödesmängd eller RSFQ, integrerad kretsmottagare. Den arbetar med hjälp av en 4-kelvin kryokooler. Denna teknik visas i många sändartorn för mobilmottagare.

    Fördel 3: Hjälpmedicinsk diagnos

    En av de första storskaliga applikationerna av supraledning är i medicinsk diagnos. Magnetic resonance imaging, eller MR, använder kraftfulla superledande magneter för att producera stora och enhetliga magnetfält inuti patientens kropp. MRI-skannrar, som innehåller flytande heliumkylsystem, plockar upp hur dessa magnetfält reflekteras av organ i kroppen. Maskinen producerar så småningom en bild. MR-maskiner är överlägsen röntgenteknik för att producera en diagnos. Paul Leuterbur och Sir Peter Mansfield tilldelades Nobelpriset 2003 i fysiologi eller medicin, "för sina upptäckter om magnetisk resonansbildning", som ligger bakom MRIs betydelse och implicit superledare för medicin.

    Nackdelar med superledare

    Superledande material superledning endast när den hålls under en given temperatur kallad övergångstemperaturen. För nuvarande kända praktiska superledare är temperaturen mycket lägre än 77 Kelvin, temperaturen hos flytande kväve. Att hålla dem under den temperaturen innebär mycket dyra kryogenteknik. Sålunda visas inte supraledare i de flesta elektroniska elektronik. Forskare arbetar med att designa superledare som kan arbeta vid rumstemperatur.

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com