초전도 자석이란?

초전도 자석은 코일이 타입 II 초전도체로 만들어진 전자석이다. 100,000 Oersted (미터당 8,000,000 암페어)의 안정적인 자기장을 쉽게 생성 할 수 있습니다. 표준 철심 전자석보다 강한 자기장을 생성하며 운영 비용이 저렴합니다.

초전도 자석이 무엇인지 이해하려면 초전도에 대해 조금 알아야합니다. 특정 금속 및 세라믹이 절대 영도에 가까운 범위에서 냉각되면 전기 저항이 손실됩니다. 이 온도를 임계 온도 (Tc)라고하며 재료마다 다릅니다. 전기 저항이 없으면 전자가 재료 전체에서 자유롭게 로밍 될 수 있습니다. 이 소자는 에너지를 열로 잃지 않고 오랜 시간 동안 많은 양의 전류를 유지할 수 있습니다. 극도의 전하를 유지하는이 능력을 초전도라고합니다.

대부분의 금속에는 직조 된 원자 구조가 있습니다. 그들의 전자는 느슨하게 고정되어있어 직조 된 패턴 내외로 쉽게 이동할 수 있습니다. 전자가 움직이면 원자와 충돌하여 열의 형태로 에너지를 잃습니다. 이로 인해 금속이 가열 및 전기를 매우 잘 전달할 수 있습니다. 냄비와 프라이팬 및 토스터 오븐과 같은 것이 금속으로 만들어진 이유입니다.

초전도체에서 전자는 충돌하지 않고 쌍으로 이동하여 원자 사이를 이동합니다. 양으로 하전 된 원자를 갖는 직조를 통해 음으로 하전 된 전자가 이동함에 따라, 그 양의 원자를 끌어 당긴다. 다른 전자는 저항쪽으로 끌어 당겨 원래 전자와 쌍을 이룹니다. 그들은 끊임없이 끊어지고 다른 전자와 결합하지만 저항이 거의 또는 전혀 없습니다. 이러한 이유로 표준 금속과 같은 열과 에너지를 잃지 않습니다.

유형 II 초전도체는 초전도 자석의 코일에 사용되는 종류입니다. 유형 II 초전도체는 유형 I 초전도체보다 낮은 온도에서 Tc에 도달합니다. 그들은 자기장 내에서 초전도에서 정상 상태로 점진적으로 전환합니다. 이 두 특성을 통해 I 형보다 높은 전류를 전도 할 수 있습니다.

초전도 자석은 자기 부상에 사용될 수 있습니다. Meissner Effect에서, 초전도 디스크는 자석 아래에 놓여지고 액체 질소를 사용하여 냉각됩니다. 초전도체는 냉각되어 전하를 수용하기 위해 개방되고, 자석은 전류를 유도하여 초전도체에서 자기장을 유도하며, 자석은 그 전장 위로 부유하기 시작한다.

공중 열차 시스템에 초전도 자석을 사용하는 연구가 진행되고있다. 또한 자기 공명 영상 (MRI)에 사용되는 작지만 강력한 자석을 만드는 것으로 고려되고 있습니다. 장기 계획에는 동결없이 초전도성을 생성 할 수있는 물질을 발견하는 것이 포함됩니다. 이 물질이 발견되면 운송 및 에너지 생산을 포함한 많은 분야의 미래가 바뀔 것입니다.