Super prestazioni del niobio nelle applicazioni superconduttive
Molto tempo fa, si scoprì che le proprietà chimiche di alcuni materiali cambiavano improvvisamente e diventavano "superconduttori" senza alcuna resistenza quando la temperatura scendeva vicino allo zero assoluto. Questa strana temperatura di prestazione "superconduttrice" di un materiale ha iniziato a essere chiamata temperatura critica. Inutile dire che la temperatura critica di tutti i tipi di materiali non è la stessa.
Come è noto a tutti, non è facile ottenere temperature ultrabasse e si paga caro per questo. Più ci si avvicina allo zero assoluto, più è necessario pagare. Per quanto riguarda il materiale superconduttore, ovviamente, più alta è la temperatura critica e meglio è. Ci sono molti elementi con prestazioni di superconduzione, il niobio è uno dei più alti in termini di temperatura critica. La lega di niobio ha una temperatura critica pari alla temperatura assoluta di 18,5~21 gradi, ed è il più importante materiale superconduttore.
Una volta è stato fatto un esperimento del genere, applicando a un anello diniobiometallico che si era raffreddato fino allo stato di superconduzione una corrente elettrica e poi scollegandolo, chiudendo poi l'intero strumento e mantenendolo freddo. Dopo due anni e mezzo, quando hanno riacceso lo strumento, hanno scoperto che la corrente dell'anello di niobio continuava a scorrere, e l'intensità di corrente era quasi esattamente la stessa di quella appena eccitata!
Possiamo vedere che i materiali superconduttori non hanno quasi nessuna perdita di corrente dall'esperimento. L'efficienza della trasmissione sarà notevolmente migliorata utilizzando un cavo di trasmissione superconduttore, poiché non avrà alcuna perdita di energia attraverso la corrente a causa dell'assenza di resistenza.
È stato progettato un treno maglev ad alta velocità con una ruota magnetica superconduttrice, che fa fluttuare l'intero treno su un'orbita di circa dieci centimetri, in modo che non ci sia attrito tra il treno e i binari e la resistenza al movimento sia ridotta. La velocità di un treno maglev che trasporta cento persone può raggiungere più di cinquecento chilometri all'ora con una forza motrice di soli cento cavalli.
Quando un nastro di 20 chilometri di niobio e stagno viene avvolto attorno al cerchio di 1,5 metri di diametro, l'avvolgimento può produrre un campo magnetico forte e stabile per sollevare un peso di 122 kg e renderlo sospeso. Se questo tipo di campo magnetico può essere utilizzato in una reazione di fusione termonucleare e la potente reazione di fusione termonucleare controllata, è possibile fornire molta energia a basso costo e quasi infinita.
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