ข้อดี & ข้อเสียของตัวนำยิ่งยวด

เนื้อหา

• ข้อได้เปรียบ 1: การแปลงระบบไฟฟ้า
• ข้อได้เปรียบ 2: การปรับปรุงการสื่อสารโทรคมนาคม Wide-Band
• ข้อได้เปรียบ 3: การช่วยวินิจฉัยทางการแพทย์
• ข้อเสียของตัวนำยิ่งยวด

คนส่วนใหญ่ใช้วัสดุเป็นฉนวนเช่นพลาสติกหรือตัวนำเช่นหม้ออลูมิเนียมหรือสายทองแดง ลูกถ้วยแสดงความต้านทานไฟฟ้าได้สูงมาก ตัวนำเช่นทองแดงแสดงความต้านทานบางอย่าง วัสดุประเภทอื่นไม่แสดงความต้านทานเลยเมื่อเย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำมากเย็นกว่าตู้แช่แข็งที่ลึกที่สุด เรียกว่าตัวนำยิ่งยวดพวกมันถูกค้นพบในปี 2454 วันนี้พวกเขากำลังปฏิวัติระบบสายส่งไฟฟ้าเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือและการวินิจฉัยทางการแพทย์ นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อให้สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง

ข้อได้เปรียบ 1: การแปลงระบบไฟฟ้า

ตารางพลังงานไฟฟ้าเป็นหนึ่งในความสำเร็จทางวิศวกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของศตวรรษที่ 20 อย่างไรก็ตามความต้องการกำลังใกล้เข้าครอบงำ ตัวอย่างเช่นความมืดมนของอเมริกาเหนือในปี 2546 ซึ่งกินเวลาประมาณสี่วันได้รับผลกระทบมากกว่า 50 ล้านคนและก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจประมาณ 6 พันล้านดอลลาร์ เทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดให้สายไฟและสายเคเบิลที่สูญเสียไปน้อยกว่าและปรับปรุงความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของกริดพลังงาน แผนกำลังดำเนินการแทนที่ในปี 2030 กริดพลังงานปัจจุบันด้วยกริดพลังงานตัวนำยิ่งยวด ระบบพลังงานตัวนำยิ่งยวดใช้อสังหาริมทรัพย์น้อยลงและถูกฝังไว้ในพื้นดินซึ่งแตกต่างจากเส้นกริดวันปัจจุบัน

ข้อได้เปรียบ 2: การปรับปรุงการสื่อสารโทรคมนาคม Wide-Band

เทคโนโลยีโทรคมนาคมแบบวงกว้างซึ่งทำงานได้ดีที่สุดในความถี่กิกะเฮิร์ตซ์นั้นมีประโยชน์มากสำหรับการปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของโทรศัพท์มือถือ ความถี่ดังกล่าวเป็นเรื่องยากมากที่จะบรรลุด้วยวงจรเซมิคอนดักเตอร์ อย่างไรก็ตามพวกมันสามารถทำได้อย่างง่ายดายโดยตัวรับสัญญาณ superconductor ที่ใช้ Hypress โดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า quantum ฟลักซ์เดียวอย่างรวดเร็วหรือ RSFQ ซึ่งเป็นวงจรรวม มันทำงานด้วยความช่วยเหลือของ cryocooler 4 เคลวิน เทคโนโลยีนี้แสดงขึ้นในเสาส่งสัญญาณโทรศัพท์มือถือจำนวนมาก

ข้อได้เปรียบ 3: การช่วยวินิจฉัยทางการแพทย์

หนึ่งในแอปพลิเคชันขนาดใหญ่ครั้งแรกของตัวนำยิ่งยวดคือการวินิจฉัยทางการแพทย์ การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กหรือ MRI ใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดที่ทรงพลังเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่และสม่ำเสมอภายในร่างกายผู้ป่วย เครื่องสแกน MRI ซึ่งมีระบบทำความเย็นฮีเลียมเหลวรับการสะท้อนของสนามแม่เหล็กเหล่านี้จากอวัยวะในร่างกาย เครื่องจะสร้างภาพในที่สุด เครื่อง MRI นั้นเหนือกว่าเทคโนโลยีเอ็กซเรย์ในการวินิจฉัยโรค Paul Leuterbur และ Sir Peter Mansfield ได้รับรางวัลโนเบลปี 2003 ในสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ "สำหรับการค้นพบของพวกเขาเกี่ยวกับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก" ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของ MRI และโดยความยิ่งใหญ่ของยา

ข้อเสียของตัวนำยิ่งยวด

วัสดุตัวนำยิ่งยวดยิ่งยวดเมื่อเก็บไว้ต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนดเรียกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่าน สำหรับตัวนำยิ่งยวดที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบันอุณหภูมิต่ำกว่า 77 เคลวินอุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว การรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่านั้นต้องใช้เทคโนโลยีอุณหภูมิสูง ดังนั้นตัวนำยิ่งยวดยังคงไม่ปรากฏในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ในชีวิตประจำวัน นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเกี่ยวกับการออกแบบตัวนำยิ่งยวดที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง