Inhoud

• Voordeel 1: Transformeren van het elektriciteitsnet
• Voordeel 2: Verbetering van breedbandtelecommunicatie
• Voordeel 3: hulp bij medische diagnostiek
• Nadelen van supergeleiders

De meeste materialen die mensen gebruiken, zijn verdeeld over isolatoren, zoals plastic, of geleiders, zoals een aluminium pot of een koperen kabel. Isolatoren hebben een zeer hoge weerstand tegen elektriciteit. Geleiders zoals koper hebben enige weerstand. Een andere klasse materialen heeft helemaal geen weerstand bij afkoeling tot zeer lage temperaturen, koeler dan de koudste vriezer. Ze werden supergeleiders genoemd en werden in 1911 ontdekt. ​​Vandaag brengen ze een revolutie teweeg in het elektriciteitsnet, de gsm-technologie en de medische diagnostiek. Wetenschappers werken eraan om ze bij kamertemperatuur te laten presteren.

Voordeel 1: Transformeren van het elektriciteitsnet

Het elektriciteitsnet is een van de grootste technische verworvenheden van de 20e eeuw, maar de vraag staat op het punt het te overweldigen. De stroomuitval in de Verenigde Staten in 2003, die ongeveer vier dagen duurde, trof bijvoorbeeld meer dan 50 miljoen mensen en veroorzaakte een economisch verlies van ongeveer 13 miljard reais. Supergeleidende technologie zorgt voor minder draad- en kabelverlies en verbetert de betrouwbaarheid en efficiëntie van het elektriciteitsnet. Er zijn plannen om het huidige net te vervangen door een supergeleidend net. Een supergeleidend energiesysteem neemt minder onroerend goed in beslag en ligt in de grond begraven, heel anders dan de lijnen van de huidige netwerken.

Voordeel 2: Verbetering van breedbandtelecommunicatie

Breedbandtelecommunicatietechnologie, die het beste werkt op gigahertz-frequenties, is erg handig om de efficiëntie en betrouwbaarheid van mobiele telefoons te verbeteren. Deze frequenties zijn erg moeilijk te bereiken door de supergeleidende Hypres-ontvanger, met behulp van een technologie genaamd fast single flow quantum (RSFQ), een ontvanger met geïntegreerde schakelingen. Het werkt met behulp van een cryogene koeler van 4 Kelvin. Deze technologie verschijnt in veel celsignaalzendmasten.

Voordeel 3: hulp bij medische diagnostiek

Een van de eerste grootschalige toepassingen van supergeleiding is in de medische diagnostiek. Magnetische resonantiebeeldvorming, 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 koelsysteem met vloeibaar helium bevatten, vangen op hoe deze magnetische velden worden gereflecteerd door de organen in het lichaam. De machine aan het einde produceert een beeld. MRI-machines zijn superieur aan röntgentechnologie bij het maken van een diagnose. Paul Leuterbur en Sir. Peter Mansfield werd in 2003 bekroond met de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde "voor zijn ontdekkingen over MRI-beelden", gebaseerd op het belang van MRI en de implicatie van supergeleiders voor de geneeskunde.

Nadelen van supergeleiders

Supergeleidende materialen zijn alleen supergeleidend als ze onder een bepaalde temperatuur worden gehouden, de overgangstemperatuur. Voor de praktische supergeleiders die tegenwoordig bekend zijn, ligt de temperatuur ruim onder 77 Kelvin, de temperatuur van vloeibare stikstof. Om ze onder die temperatuur te houden, is veel cryogene technologie nodig, wat erg duur is. Supergeleiders komen daarom nog niet voor in de meeste alledaagse elektronica. Wetenschappers werken aan de ontwikkeling van supergeleiders die bij kamertemperatuur kunnen werken.