Superleistung von Niob in supraleitenden Anwendungen
Vor langer Zeit entdeckte man, dass sich die chemischen Eigenschaften einiger Materialien plötzlich ändern und sie ohne großen Widerstand zu "Supraleitern" werden, wenn die Temperatur fast auf den absoluten Nullpunkt sinkt. Diese merkwürdige "Supraleiter"-Leistungstemperatur eines Materials wird seither als kritische Temperatur bezeichnet. Natürlich ist die kritische Temperatur nicht bei allen Materialien gleich.
Wie jeder weiß, ist es nicht einfach, ultratiefe Temperaturen zu erreichen, und die Menschen zahlen teuer dafür. Je näher man dem absoluten Nullpunkt kommt, desto mehr muss man dafür bezahlen. Was das supraleitende Material betrifft, so ist es natürlich umso besser, je höher die kritische Temperatur ist. Es gibt viele Elemente, die supraleitend sind, Niob ist eines der Elemente mit der höchsten kritischen Temperatur. Die Legierung aus Niob hat eine kritische Temperatur, die so hoch ist wie die absolute Temperatur von 18,5 bis 21 Grad, was das wichtigste supraleitende Material ist.
Man hat einmal ein Experiment durchgeführt, bei dem man einen Metallringaus Niob, der sich bis zum supraleitenden Zustand abgekühlt hatte, mit elektrischem Strom versorgte, ihn dann abschaltete, das ganze Instrument verschloss und es kalt hielt. Als sie das Instrument nach zweieinhalb Jahren wieder einschalteten, stellten sie fest, dass der Strom des Niobrings weiterhin floss, und die Stromstärke war fast genau die gleiche wie bei der frischen Stromzufuhr!
Wir können sehen, dass die supraleitenden Materialien fast keinen Verlust von Strom aus dem Experiment sind. Die Übertragungseffizienz wird durch die Verwendung eines supraleitenden Übertragungskabels erheblich verbessert, da es aufgrund des fehlenden Widerstands keine Energieverluste durch den Strom gibt.
Jemand hat eine Art Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahn mit einem supraleitenden Magnetrad entwickelt, das den gesamten Zug auf einer Umlaufbahn von etwa zehn Zentimetern schweben lässt, so dass es keine Reibung zwischen dem Zug und dem Gleis gibt und der Bewegungswiderstand verringert wird. Die Geschwindigkeit einer Magnetschwebebahn, die hundert Personen befördert, kann mit einer Antriebskraft von nur hundert Pferdestärken mehr als fünfhundert Kilometer pro Stunde erreichen.
Wenn ein 20 Kilometer langes Band aus Niob und Zinn um einen Rand mit einem Durchmesser von 1,5 Metern gewickelt wird, kann die Wicklung ein starkes und stabiles Magnetfeld erzeugen, das ein Gewicht von 122 kg anhebt und es darin schweben lässt. Wenn diese Art von Magnetfeld in einer thermonuklearen Fusionsreaktion verwendet und die starke thermonukleare Fusionsreaktion kontrolliert werden kann, ist es möglich, uns mit einer Menge billiger und fast endloser Energie zu versorgen.
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