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  • 1 # 使用者3286502915328

    超導材料最誘人的應用是發電、輸電和儲能。  由於超導材料在超導狀態下具有零電阻和完全的抗磁性,因此只需消耗極少的電能,就可以獲得10萬高斯以上的穩態強磁場。而用常規導體做磁體,要產生這麼大的磁場,需要消耗3.5兆瓦的電能及大量的冷卻水,投資巨大。  超導磁體可用於製作交流超導發電機、磁流體發電機和超導輸電線路等。  超導發電機 在電力領域,利用超導線圈磁體可以將發電機的磁場強度提高到5萬~6萬高斯,並且幾乎沒有能量損失,這種發電機便是交流超導發電機。超導發電機的單機發電容量比常規發電機提高5~10倍,達1萬兆瓦,而體積卻減少1/2,整機重量減輕1/3,發電效率提高50%。  磁流體發電機 磁流體發電機同樣離不開超導強磁體的幫助。磁流體發電發電,是利用高溫導電性氣體(等離子體)作導體,並高速透過磁場強度為5萬~6萬高斯的強磁場而發電。磁流體發電機的結構非常簡單,用於磁流體發電的高溫導電性氣體還可重複利用。  超導輸電線路 超導材料還可以用於製作超導電線和超導變壓器,從而把電力幾乎無損耗地輸送給使用者。據統計,目前的銅或鋁導線輸電,約有15%的電能損耗在輸電線路上,光是在中國,每年的電力損失即達1000多億度。若改為超導輸電,節省的電能相當於新建數十個大型發電廠。廣闊的超導應用  高溫超導材料的用途非常廣闊,大致可分為三類:大電流應用(強電應用)、電子學應用(弱電應用)和抗磁性應用。大電流應用即前述的超導發電、輸電和儲能;電子學應用包括超導計算機、超導天線、超導微波器件等;抗磁性主要應用於磁懸浮列車和熱核聚變反應堆等。  超導磁懸浮列車 利用超導材料的抗磁性,將超導材料放在一塊永久磁體的上方,由於磁體的磁力線不能穿過超導體,磁體和超導體之間會產生排斥力,使超導體懸浮在磁體上方。利用這種磁懸浮效應可以製作高速超導磁懸浮列車。  超導計算機 高速計算機要求積體電路晶片上的元件和連線線密集排列,但密集排列的電路在工作時會發生大量的熱,而散熱是超大規模整合電路面臨的難題。超導計算機中的超大規模積體電路,其元件間的互連線用接近零電阻和超微發熱的超導器件來製作,不存在散熱問題,同時計算機的運算速度大大提高。此外,科學家正研究用半導體和超導體來製造電晶體,甚至完全用超導體來製作電晶體。  核聚變反應堆“磁封閉體” 核聚變反應時,內部溫度高達1億~2億℃,沒有任何常規材料可以包容這些物質。而超導體產生的強磁場可以作為“磁封閉體”,將熱核反應堆中的超高溫等離子體包圍、約束起來,然後慢慢釋放,從而使受控核聚變能源成為21世紀前景廣闊的新能源。

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