Technologische Anwendungen der Supraleitfähigkeit

Einige der technologischen Anwendungen der Supraleitfähigkeit schließen ein:

  • die Produktion von empfindlichen Magnetometern, die auf TINTENFISCHEN gestützt sind
  • schnell Digitalstromkreise (einschließlich derjenigen, die auf Verbindungspunkten von Josephson und schneller einzelner Fluss-Quant-Technologie gestützt sind),
  • starke Superleiten-Elektromagneten, die in Maglev-Zügen, Magnetic Resonance Imaging (MRI) und Maschinen der Kernkernspinresonanz (NMR), magnetischen Beschränkungsfusionsreaktoren (z.B tokamaks), und das Balken-Steuern und die Fokussierung von Magneten verwendet sind, die in Partikel-Gaspedalen verwendet sind
  • Stromkabel des niedrigen Verlustes
  • RF und Mikrowellenfilter (z.B, für das Mobiltelefon stützen Stationen, sowie militärische ultraempfindliche/auswählende Empfänger)
  • schnelle Schuld-Strombegrenzer
  • hohe Empfindlichkeitspartikel-Entdecker, einschließlich des Übergang-Rand-Sensors, das Superleiten bolometer, der Superleiten-Tunnel-Verbindungspunkt-Entdecker, der kinetische Induktanz-Entdecker und das Superleiten nanowire Entdecker des einzelnen Fotons
  • railgun und coilgun Magnete
  • elektrische Motoren und Generatoren

Magnetic Resonance Imaging (MRI) und Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

Die größte Anwendung für die Supraleitfähigkeit ist im Produzieren des großen Volumens, stabile und hohe magnetische Felder, die für MRI und NMR erforderlich sind. Das vertritt einen Milliarden-US$-Markt für Gesellschaften wie Oxford Instruments und Siemens. Die Magnete verwenden normalerweise niedrige Temperatursupraleiter (LTS), weil Hoch-Temperatursupraleiter noch nicht preiswert genug sind, um die hohen, stabilen und großen Volumen-Felder erforderlich trotz des Bedürfnisses rentabel zu liefern, LEUTNANT-Instrumente zu flüssigen Helium-Temperaturen abzukühlen. Supraleiter werden auch in hohen wissenschaftlichen Feldmagneten verwendet.

Hoch-Temperatursupraleitfähigkeit (HTS)

Die kommerziellen Anwendungen bis jetzt für hohe Temperatursupraleiter (HTS) sind beschränkt worden.

HTS kann bei Temperaturen über dem Siedepunkt des flüssigen Stickstoffs superführen, der sie preiswerter macht, um kühl zu werden, als niedrige Temperatursupraleiter (LTS). Jedoch besteht das Problem mit der HTS Technologie darin, dass die zurzeit bekannten hohen Temperatursupraleiter spröde Keramik sind, die teuer sind, um zu verfertigen, und nicht leicht gebildet in Leitungen oder andere nützliche Gestalten.

Deshalb sind die Anwendungen für HTS gewesen, wo er einen anderen inneren Vorteil z.B in hat

  • niedriger Thermalverlust-Strom führt für LEUTNANT-Geräte (niedriges Thermalleitvermögen),
  • RF und Mikrowellenfilter (niedriger Widerstand gegen RF), und
  • zunehmend im Fachmann wissenschaftliche Magnete, besonders wo Größe und Elektrizitätsverbrauch kritisch sind (während HTS-Leitung viel teurer ist als LEUTNANTS in diesen Anwendungen, kann das durch die Verhältniskosten und Bequemlichkeit ausgeglichen werden kühl zu werden); die Fähigkeit zum Rampe-Feld wird gewünscht (die höhere und breitere Reihe der Betriebstemperatur von HTS bedeutet, dass schnellere Änderungen im Feld geführt werden können); oder cryogen freie Operation wird gewünscht (LEUTNANTS verlangt allgemein flüssiges Helium, das knapper und teuer wird).

HTS-basierte Systeme

HTS hat Anwendung in wissenschaftlichen und industriellen Magneten, einschließlich des Gebrauches in NMR und MRI Systemen. Kommerzielle Systeme sind jetzt in jeder Kategorie verfügbar.

Auch ein inneres Attribut von HTS ist, dass er viel höheren magnetischen Feldern widerstehen kann als LEUTNANTS, so werden HTS bei flüssigen Helium-Temperaturen für sehr Hoch-Feldeinsätze Innen-LEUTNANT-Magnete erforscht.

Viel versprechende zukünftige industrielle und kommerzielle HTS Anwendungen schließen Induktionsheizungen, Transformatoren, Schuld-Strombegrenzer, Macht-Lagerung, Motoren und Generatoren, Fusionsreaktoren ein (sieh ITER), und magnetische Levitationsgeräte.

Frühe Anwendungen werden sein, wo der Vorteil der kleineren Größe, des niedrigeren Gewichts oder der Fähigkeit, Strom (Schuld-Strombegrenzer) schnell zu schalten, die zusätzlichen Kosten überwiegt. Längerfristig weil fällt Leiter-Preis HTS Systeme sollten in einer viel breiteren Reihe von Anwendungen auf dem Energieeffizienz-Boden allein konkurrenzfähig sein. (Für eine relativ technische und US-zentrische Ansicht vom Staat des Spieles der HTS Technologie in Macht-Systemen und dem Entwicklungsstatus der Generation 2 Leiter sieh Supraleitfähigkeit für Elektrische Systeme 2008 HIRSCHKUH der Vereinigten Staaten Jährliche gleichrangige Rezension.)

Holbrook Supraleiter-Projekt

Das Holbrook Supraleiter-Projekt ist ein Projekt, die erste Produktion in der Welt zu entwerfen und zu bauen, die Übertragungsstromkabel superführt. Das Kabel wurde gegen Ende Juni 2008 beauftragt. Die vorstädtische Lange Insel elektrische Hilfsstation wird durch ungefähr 600 Meter langes unterirdisches Kabelsystem gefüttert, besteht aus ungefähr 99 Meilen der Hoch-Temperatursupraleiter-Leitung, die durch amerikanischen Supraleiter, installierte Untergrundbahn verfertigt ist und mit dem flüssigen Stickstoff abgekühlt ist, der außerordentlich das kostspielige Vorfahrtsrecht reduziert, das erforderlich ist, zusätzliche Macht zu liefern.

Tres Amigas Projekt

Amerikanischer Supraleiter wurde für Das Projekt des Tres Amigas, den erneuerbaren ersten USA-Energiemarktmittelpunkt gewählt. Der Tres Amigas erneuerbare Energiemarktmittelpunkt wird eine Mehrmeile, Dreieckselektrizitätspfad von Supraleiter-Elektrizitätsrohrleitungen sein, die zum Überwechseln und Ausgleichen vieler gigawatts der Macht zwischen drei amerikanischem Macht-Bratrost (die Ostverbindung, die Westverbindung und die Verbindung von Texas) fähig sind. Verschieden von traditionellem powerlines wird es Macht als Gleichstrom statt des AC Stroms übertragen. Es wird in Clovis, New Mexico gelegen.

Magnesium diboride

Magnesium diboride ist ein viel preiswerterer Supraleiter entweder als BSCCO oder als YBCO in Bezug auf Kosten pro aktuelle Tragfähigkeit pro Länge (Kosten / (kA*m)), in demselben Baseballplatz wie LEUTNANTS, und auf dieser Basis sind viele verfertigte Leitungen bereits preiswerter als Kupfer. Außerdem, Superverhalten von MgB bei Temperaturen höher als LEUTNANTS (ist seine kritische Temperatur 39 K, im Vergleich zu weniger als 10 K für NbTi und 18.3 K für NbSn), die Möglichkeit des Verwendens davon an 10-20 K in cryogen-freien Magneten oder vielleicht schließlich in flüssigem Wasserstoff einführend. Jedoch wird MgB im magnetischen Feld beschränkt, das er bei diesen höheren Temperaturen dulden kann, ist so weitere Forschung erforderlich, seine Wettbewerbsfähigkeit in höheren Feldanwendungen zu demonstrieren.

Zeichen


Verbot von Rauschgiften / Robert Dudley, der 1. Graf Leicesters
Impressum & Datenschutz