Inhalt

• Vorteil 1: Umbau des Stromnetzes
• Vorteil 2: Verbesserung der Breitbandtelekommunikation
• Vorteil 3: Unterstützung bei der medizinischen Diagnostik
• Nachteile von Supraleitern

Die meisten Materialien, die Menschen verwenden, sind zwischen Isolatoren wie Kunststoffen oder Leitern wie einem Aluminiumtopf oder einem Kupferkabel aufgeteilt. Isolatoren haben eine sehr hohe Beständigkeit gegen Elektrizität. Leiter wie Kupfer haben einen gewissen Widerstand. Eine andere Materialklasse hat überhaupt keinen Widerstand, wenn sie auf sehr niedrige Temperaturen abgekühlt wird, kühler als der kälteste Gefrierschrank. Als Supraleiter bezeichnet, wurden sie 1911 entdeckt. Heute revolutionieren sie das Stromnetz, die Mobiltelefontechnologie und die medizinische Diagnostik. Wissenschaftler arbeiten daran, dass sie bei Raumtemperatur arbeiten.

Vorteil 1: Umbau des Stromnetzes

Das Stromnetz gehört zu den größten Errungenschaften des Ingenieurwesens im 20. Jahrhundert. Die Nachfrage wird es jedoch überwältigen. Zum Beispiel betraf der Stromausfall 2003 in den Vereinigten Staaten, der ungefähr vier Tage dauerte, mehr als 50 Millionen Menschen und verursachte einen wirtschaftlichen Verlust von ungefähr 13 Milliarden Reais. Die supraleitende Technologie sorgt für weniger Draht- und Kabelverluste und verbessert die Zuverlässigkeit und Effizienz des Stromnetzes. Es ist geplant, das derzeitige Netz durch ein supraleitendes Netz zu ersetzen. Ein supraleitendes Energiesystem nimmt weniger Immobilien ein und ist im Boden vergraben, ganz anders als die heutigen Netze.

Vorteil 2: Verbesserung der Breitbandtelekommunikation

Die Breitband-Telekommunikationstechnologie, die am besten auf Gigahertz-Frequenzen funktioniert, ist sehr nützlich, um die Effizienz und Zuverlässigkeit von Mobiltelefonen zu verbessern. Diese Frequenzen sind für den supraleitenden Hypres-Empfänger mit einer Technologie, die als Fast Single Flow Quantum (RSFQ), ein Empfänger mit integrierter Schaltung, bezeichnet wird, sehr schwer zu erreichen. Es arbeitet mit Hilfe eines 4-Kelvin-Kryokühlers. Diese Technologie tritt in vielen zellübertragenden Türmen auf.

Vorteil 3: Unterstützung bei der medizinischen Diagnostik

Eine der ersten großtechnischen Anwendungen der Supraleitung ist die medizinische Diagnostik. Die Magnetresonanztomographie (MRT) verwendet starke supraleitende Magnete, um große, gleichmäßige Magnetfelder im Körper des Patienten zu erzeugen. MRT-Scanner, die ein flüssiges Heliumkühlsystem enthalten, empfangen, wie diese Magnetfelder von den Organen im Körper reflektiert werden. Die Maschine am Ende erzeugt ein Bild. MRT-Geräte sind der Röntgentechnologie bei der Erstellung einer Diagnose überlegen. Paul Leuterbur und Sir. Peter Mansfield wurde 2003 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin "für seine Entdeckungen über MRT-Bilder" ausgezeichnet, basierend auf der Bedeutung der MRT und der Bedeutung von Supraleitern für die Medizin.

Nachteile von Supraleitern

Supraleitende Materialien leiten nur dann supraleitend, wenn sie unter einer bestimmten Temperatur gehalten werden, die als Übergangstemperatur bezeichnet wird. Für die heute bekannten praktischen Supraleiter liegt die Temperatur deutlich unter 77 Kelvin, der Temperatur von flüssigem Stickstoff. Um sie unter dieser Temperatur zu halten, ist viel Kryotechnik erforderlich, was sehr teuer ist. Daher erscheinen Supraleiter in der meisten alltäglichen Elektronik noch nicht. Wissenschaftler arbeiten an der Entwicklung von Supraleitern, die bei Raumtemperatur arbeiten können.