さまざまな種類の超伝導技術とは何ですか？

超伝導体は、膨大な数のさまざまな技術的、機械的、および科学的用途で有用です。 たとえば、送電網の安全性と効率を大幅に改善できる超伝導技術が開発中です。 他の技術は、電磁気学の新しい使用を可能にします。 コンピュータも超伝導技術の恩恵を受けることができ、一部の種類の科学機器も超伝導の固有の電気特性を利用しています。

超伝導体の主な利点は、抵抗をほとんど伴わずに電流を伝送できることです。 初期の超伝導体は非常に低い温度でしか機能せず、冷却に必要な液体ヘリウムが法外に高価で、取り扱いが難しいため、ほとんどのアプリケーションでは実用的ではありませんでした。 より新しい高温超伝導技術は、はるかに安価で管理しやすい液体窒素で維持できる温度まで冷却されると、超伝導特性を持つ材料を利用します。

電力の完全な伝送には、送電網に多くの用途があります。 はるかに大きな半導体の代わりに超伝導体を使用する技術では、はるかに小さなワイヤを使用して電力を伝送できます。 さらに、エネルギーがほとんど失われないため、これらのシステムははるかに効率的であり、必要な発電電力が少なくなります。 また、超伝導体を使用して、電力グリッドの突発的な電流スパイクを緩和することもできます。そうしないと、損傷が発生します。

超伝導体は非常に効率的な電磁石を作ります。 これにより、非常に正確なイメージングが可能になり、患者の詳細なスキャンを必要とする医師に役立ちます。 また、地雷やその他の危険を検出するために超電導技術が使用される軍隊にも役立ちます。 より大きな超伝導電磁石は、一部の高速列車ですでに使用されている磁気浮上を可能にします。

新しい世代のコンピューターは、最終的には超伝導技術を利用します。 半導体の電気特性は、従来のマイクロチップに組み込むことができる計算能力の量に制限を課します。 科学者はこれらの制限を回避し、超伝導材料のいくつかの量子特性を利用することで、はるかに高速でより密に詰まった回路を作成できます。 また、超伝導体は電力の使用効率が高く、廃熱の問題をほぼ排除します。

電気抵抗により、非常に敏感な機器の設計が困難になる場合があります。 超伝導技術を利用する検出機器には、この問題はありません。 超伝導体は、非常に弱い電流の流れさえ妨げません。そして、それらの非常に弱い電流を使用して、非常に弱い信号を拾うことができる検出器を作成できます。