Contenuto

• Vantaggio 1: trasformare la rete elettrica
• Vantaggio 2: miglioramento delle telecomunicazioni a banda larga
• Vantaggio 3: assistenza nella diagnostica medica
• Svantaggi dei superconduttori

La maggior parte dei materiali che le persone usano sono divisi tra isolanti, come plastica, o conduttori, come una pentola di alluminio o un cavo di rame. Gli isolanti hanno un'elevata resistenza all'elettricità. I conduttori come il rame hanno una certa resistenza. Un'altra classe di materiali non ha alcuna resistenza quando viene raffreddata a temperature molto basse, più fredda del congelatore più freddo. Chiamati superconduttori, furono scoperti nel 1911. Oggi stanno rivoluzionando la rete elettrica, la tecnologia dei telefoni cellulari e la diagnostica medica. Gli scienziati stanno lavorando per farli funzionare a temperatura ambiente.

Vantaggio 1: trasformare la rete elettrica

La rete elettrica è una delle più grandi conquiste dell'ingegneria del XX secolo, ma la domanda sta per sopraffarla. Ad esempio, il blackout del 2003 negli Stati Uniti, durato circa quattro giorni, ha colpito più di 50 milioni di persone e ha causato una perdita economica di circa 13 miliardi di reais. La tecnologia superconduttrice fornisce meno perdite di fili e cavi e migliora l'affidabilità e l'efficienza della rete elettrica. Sono in corso piani per sostituire l'attuale rete con una rete superconduttrice. Un sistema energetico superconduttore occupa meno immobili ed è sepolto nel terreno, molto diverso dalle linee delle reti odierne.

Vantaggio 2: miglioramento delle telecomunicazioni a banda larga

La tecnologia di telecomunicazione a banda larga, che opera al meglio sulle frequenze gigahertz, è molto utile per migliorare l'efficienza e l'affidabilità dei telefoni cellulari. Queste frequenze sono molto difficili da ottenere dal ricevitore superconduttore Hypres, utilizzando una tecnologia chiamata quantum a flusso singolo veloce (RSFQ), un ricevitore a circuito integrato. Funziona con l'ausilio di un dispositivo di raffreddamento criogenico da 4 kelvin. Questa tecnologia sta comparendo in molte torri di trasmissione del segnale cellulare.

Vantaggio 3: assistenza nella diagnostica medica

Una delle prime applicazioni su larga scala della superconduttività è nella diagnostica medica. La risonanza magnetica, o MRI, utilizza potenti magneti superconduttori per produrre campi magnetici ampi e uniformi all'interno del corpo del paziente. Gli scanner MRI, che contengono un sistema di raffreddamento ad elio liquido, ricevono il modo in cui questi campi magnetici vengono riflessi dagli organi del corpo. La macchina alla fine produce un'immagine. Le macchine per la risonanza magnetica sono superiori alla tecnologia a raggi X nel produrre una diagnosi. Paul Leuterbur e Sir. Peter Mansfield è stato insignito nel 2003 del Premio Nobel per la fisiologia o la medicina, "per le sue scoperte sulla risonanza magnetica", sulla base dell'importanza della risonanza magnetica e dell'implicazione dei superconduttori, per la medicina.

Svantaggi dei superconduttori

I materiali superconduttori super conducono solo se mantenuti al di sotto di una temperatura specifica chiamata temperatura di transizione. Per i pratici superconduttori oggi conosciuti, la temperatura è ben al di sotto di 77 Kelvin, la temperatura dell'azoto liquido. Mantenerli al di sotto di quella temperatura richiede molta tecnologia criogenica, che è molto costosa. Pertanto, i superconduttori non compaiono ancora nella maggior parte dell'elettronica di tutti i giorni. Gli scienziati stanno lavorando allo sviluppo di superconduttori in grado di funzionare a temperatura ambiente.