Sisältö

• Etu 1: Sähköverkon muuntaminen
• Etu 2: Laajakaistaisen tietoliikenteen parantaminen
• Etu 3: Apu lääketieteellisessä diagnostiikassa
• Suprajohteiden haitat

Suurin osa ihmisten käyttämistä materiaaleista on jaettu eristeiden, kuten muovien, tai johtimien, kuten alumiinipannun tai kuparikaapelin, kesken. Eristimillä on erittäin korkea sähkönkestävyys. Kuparin kaltaisilla johtimilla on jonkin verran vastusta. Toisella materiaaliluokalla ei ole lainkaan vastustuskykyä, kun se jäähdytetään hyvin alhaisiin lämpötiloihin, viileämpi kuin kylmin pakastin. Heitä kutsuttiin suprajohteiksi, ja ne löydettiin vuonna 1911. Nykyään ne mullistavat sähköverkon, matkapuhelintekniikan ja lääketieteellisen diagnostiikan. Tutkijat pyrkivät saamaan heidät toimimaan huoneen lämpötilassa.

Etu 1: Sähköverkon muuntaminen

Sähköverkko on yksi suurimmista tekniikan saavutuksista 1900-luvulla, mutta kysyntä on kuitenkin ylittämässä sen. Esimerkiksi vuoden 2003 sähkökatkos Yhdysvalloissa, joka kesti noin neljä päivää, vaikutti yli 50 miljoonaan ihmiseen ja aiheutti noin 13 miljardin reaalin taloudellisen menetyksen. Suprajohtava tekniikka vähentää langan ja kaapelin menetyksiä ja parantaa sähköverkon luotettavuutta ja tehokkuutta. Suunnitelmissa on korvata nykyinen ruudukko suprajohtavalla ruudukolla. Suprajohtava energiajärjestelmä vie vähemmän kiinteistöjä ja on haudattu maahan, aivan erilainen kuin nykyisten verkkojen linjat.

Etu 2: Laajakaistaisen tietoliikenteen parantaminen

Laajakaistinen tietoliikennetekniikka, joka toimii parhaiten gigahertsin taajuuksilla, on erittäin hyödyllinen matkapuhelinten tehokkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi. Näitä taajuuksia on erittäin vaikea saavuttaa Hypres-suprajohtavalla vastaanottimella, joka käyttää tekniikkaa, jota kutsutaan nopeaksi yksivirtaukseksi (RSFQ), integroiduksi piirivastaanottimeksi. Se toimii 4 kelviinin kryogeenisen jäähdyttimen avulla. Tätä tekniikkaa esiintyy monissa solusignaalin lähetystorneissa.

Etu 3: Apu lääketieteellisessä diagnostiikassa

Yksi ensimmäisistä suprajohtavista laajamittaisista sovelluksista on lääketieteellisessä diagnostiikassa. Magneettikuvaus tai MRI käyttää voimakkaita suprajohtavia magneetteja tuottamaan suuria, yhtenäisiä magneettikenttiä potilaan kehossa. MRI-skannerit, jotka sisältävät nestemäisen heliumjäähdytysjärjestelmän, saavat selville, kuinka elimet heijastavat näitä magneettikenttiä kehossa. Lopussa oleva kone tuottaa kuvan. MRI-laitteet ovat diagnoosin tuottamisessa parempia kuin röntgentekniikka. Paul Leuterbur ja herra. Peter Mansfield palkittiin vuonna 2003 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnolla "magneettikuvantamista koskevista löydöksistään", jotka perustuivat MRI: n merkitykseen ja suprajohteiden merkitykseen lääketieteessä.

Suprajohteiden haitat

Suprajohtavat materiaalit johtavat vain erittäin hyvin, kun ne pidetään alle tietyn lämpötilan, jota kutsutaan siirtymälämpötilaksi. Nykyisin tunnettujen käytännön suprajohteiden lämpötila on selvästi alle 77 kelvinin, nestemäisen typen lämpötila. Niiden pitäminen tämän lämpötilan alapuolella edellyttää paljon kryogeenista tekniikkaa, joka on erittäin kallista. Siksi suprajohteita ei vielä näy useimmissa jokapäiväisissä elektroniikoissa. Tutkijat kehittävät suprajohteita, jotka voivat toimia huoneenlämmössä.