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超导材料的用武之地
1、超导输电
  超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态,这意味着超导线圈可以通过较大的电流而无焦耳热的产生。我们可以采用超导输电线进行远距离输电,从而大大降低输电过程的损失。目前采用铜或铝导线的输电损耗约为15%,我国每年的输电损耗就达一千亿度左右,如果采用超导输电线就可以节省相当于数十个发电厂的电力。采用超导输电还可以简化变压器、电动机和发电机等热绝缘并保证输电的稳定性,提高输电的安全性。
超导输电(左)与常规输电(右)
2、超导磁体
  如果给闭合超导线圈通上电流,就可以维持较强的稳恒磁场,这便是超导磁体。常规稳恒磁体要实现强磁场就必须采用非常粗的铜导线,并将其泡在水中冷却,这使得磁体体积特别庞大,而且必须持续不断地通上电流,消耗更多的电能。相比之下,超导磁体具有体积小、稳定度高、耗能少等多种优势。
  正因如此,在生物学研究和临床医学上采用的高分辨核磁共振成像技术大都是采用超导磁体;在科学研究中一些物性测量系统的稳恒磁体也是采用超导材料制成的,一些大型粒子加速器的加速线圈也常采用超导磁体,例如欧洲大型强子加速器的加速磁体和探测器都采用了超导磁体。
核磁共振
3、超导磁悬浮
    由于超导体的完全抗磁性,即物理学中的迈斯纳(Meissner)效应,使得磁力线几乎无法进入超导体的体内。当我们将超导体置于普通磁体产生的磁场中时,磁力线会紧紧的包围在超导磁体周围,并将超导磁体“固定”在一定的范围之内,进而达到了悬浮的效果。和常导磁悬浮技术相比(通过同性磁体的排斥作用使之悬浮),超导悬浮技术由于对超导体的限制作用,不仅可以实现排斥效果使其悬浮在普通磁体上空,甚至还可以有“吸引”的效果使其悬浮在普通磁体的下方。目前超导磁悬浮列车受制于技术和成本问题还不能实现商业化,而我们已经从投入使用的上海常导磁悬浮列车中看到了磁悬浮技术巨大的应用潜质,随着高温超导体转变温度的记录不断地刷新,将来的超导磁悬浮列车将走进我们的生活,提供更为高速、稳定和安全的轨道运输。
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