带大家了解几个超导技术在生活中的实际应用

2020-06-04 05:01 admin

大家好,欢迎收看我的百家号黄昏岁月34,今天小编要给大家的介绍的是生活中的超导技术。

由于超导技术的神奇特性,人们对超导技术的应用前景非常关注。下面,我们来了解几个超导技术在生活中的实际应用。

普通火车由于车轮与车轨之间存在着摩擦力,最高时速不可能超过300千米。于是,人们设想制造一种不靠车轮行驶的列车。也就是说,列车不在车轨上行走,而是浮在车轨上,只与空气摩擦,这样受到的阻力就减小很多, 列车自然也就能跑得更快。现在这一设想已经实现了。人们利用超导磁体产生磁场,使它与另一磁场产生斥力,而这种斥力又使列车悬浮起来并且推动列车运行。这样一种没有车轮的新型列车诞生了,这种列车就是“超导磁悬浮列车”,时速可达到300千米以上,甚至达到500千米每小时,这个速度都和飞机的速度差不多了。超导磁悬浮列车的乘客不会感到列车的颠簸,也不会听到车轮与铁轨的撞击声。它将是陆地上理想而舒适的交通工具。

今天,我们生产和生活使用的能源种类虽然多,但主要还是来源于石油、煤炭、天然气一类的矿物能源。地球上的矿物能源是非常有限的,属不可再生能源,用一点就少一点。为了保证未来人类的能源供应,人们正在设法利用核聚变的巨大能量。要实现这个愿望,必须用强大的磁场把上亿度的高温等离子体约束在一定的区域,这是受控核聚变研究的一个重要问题。物理学家认为,高温超导体将给未来的研究工作注入新的活力,帮助人们降伏受控核聚变,使之成为人类用之不竭的能源。

有人把超导芯片称为继电子管、晶体管之后的第三代电子器件。如果将超导芯片应用于计算机,运算速度可提高1000倍。美国的法里斯在1987年研制出一种示波器,这是第一台采用超导器件的仪器。超导技术是物理学的一项重大成就。它为人类展现出一个应用广泛、潜力巨大的全新领域。超导技术的日益成熟及其广泛运用,将使21世纪的发展更加繁荣。

前面我们已经了解,超导体就是在一定的临界温度下,电阻会完全消失的一种材料。下面我们来谈谈一种新的高科技材料——超导磁体。什么是超导磁体呢?那超导磁体与超导体有什么关系呢?原来,电场和磁场之间存在着相互作用。在应用超导体材料时,如果用一个或多个超导线圈来组成一个产生磁场的装置,普通的超导材料会受到磁场的影响而失去超导性,这样超导性与磁性好像无法同时兼顾。这个难题直到20世纪60年代发现铌锆、铌钛等合金材料和铌三锡化合物材料的超导电性后,才得到了解决。超导磁体也就是这种保持磁性的超导体。

超导磁体在直流电条件下运行不会损失能量,可以通过强度很大的电流,产生巨大的磁场。另外它的磁性稳定,空间分布的磁场均匀度高,可以获得需要形态的磁场,并且重量轻体积也不大,因此得到越来越广泛的应用。它在电工、医疗、交通、军工和科学实验领域都有重要的现实作用和广阔的发展前景,其中有些已经取得实际效益。如目前采用超导磁体的磁共振成像设备已成为医院中最受欢迎的临床诊断设备之一,已有数千台磁共振成像设备在世界各地医院中使用。此外,超导核磁共振谱仪等科学仪器也已经成为商品并应用在各个领域。