超導如果中國率先實現常溫常壓會怎麼樣?

2020-12-04 任哥論道

如果中國率先實現常溫超導,那麼在很多領域中國將成為世界一流,並且,這項技術能統領世界的科技發展進程。

有的小夥伴們會說,那至於嗎?

線面我們來說一說超導的問題,我想你就明白了。

一.什麼是超導體?

超導體,又稱為超導材料,指在某一溫度下,電阻為零的導體。在實驗中,若導體電阻的測量值低於10-25Ω,可以認為電阻為零。

超導材料實際應用範圍那是相當廣的。一會來介紹。

那麼,超導材料主要有什麼性質呢?

華碩白了點,就是沒有電阻了,也就是說電在導體中沒有電阻,那就不可思議了。你想,沒有電阻的電線會是什麼樣子?

還不止這樣,還有完全抗磁性等等。

二.超導體的完全抗磁性

剛才說到,電在導體中電阻為零,那可了不得。這麼舉個例子吧,比如新疆發的電要傳輸到上海,我們就需要把電壓控制得很高,這樣就能減少一路上的電力消耗。那可是進幾千公裡的距離啊。

如果有了超導體材料,我們該什麼電壓就什麼電壓,你想哪能節省多少變電站?

再說完全抗磁性。這更重要了,完全抗磁性又稱邁斯納效應,「抗磁性」指在磁場強度低於臨界值的情況下,磁力線無法穿過超導體,超導體內部磁場為零的現象。

我們常常在電視上能夠看到,一個磁體被放在超導材料上,自己就懸浮了起來。你想,如果現在的鐵路軌道是超導的,那麼磁懸浮列車幾乎不用太多的能量就能夠提升到你意想不到的速度。

三.超導體的通量量子化

通量量子化又稱約瑟夫森效應,指當兩層超導體之間的絕緣層薄至原子尺寸時,電子對可以穿過絕緣層產生隧道電流的現象,即在超導體—絕緣體—超導體結構可以產生超導電流。

約瑟夫森效應分為直流約瑟夫森效應和交流約瑟夫森效應。直流約瑟夫森效應指電子對可以通過絕緣層形成超導電流。交流約瑟夫森效應指當外加直流電壓達到一定程度時,除存在直流超導電流外,還存在交流電流,將超導體放在磁場中,磁場透入絕緣層,超導結的最大超導電流隨外磁場大小作有規律的變化。

三.通量量子化超導材料的應用

剛才只是通量量子化作了一點說明,在弱電方面,如果在常溫下獲得成功,將其用在電子晶片領域,那麼,計算機的速度可想而知,基本能達到量子計算機的水平。

如果有了這樣的常溫下的超導材料,核聚變反應堆「磁封閉體」:核聚變反應時,內部溫度高達1億~2億攝氏度,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。

小結:超導體如果我國在常溫下能夠實現,那將帶來劃時代的意義。現在各國都在爭先恐後地研究超導材料,xi昂新總有一天,中國能夠率先實現超導材料能夠在常溫下得到應用。

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