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超导技术的应用
2012-10-04| 作者: | 点击:次 |

   

  电子学应用

  自1962年超导量子隧道效应发现以后,超导技术在电子学中的应用揭开了新的篇章,经过多年的发展,至今已有许多新型的超导电子器件研制成功,这些超导电子器件包括:超导量子干涉器(SQUID)、超导混频器、超导数字电路、超导粒子探测器等。其中SQUID磁强计能够测量非常微弱的磁场,其分辨率能够达到10-11高斯左右,可以用来测量人体的微弱磁场,描绘出心磁力和脑磁图。超导粒子探测器具有很高的灵敏度和纳秒级的速度,可以用来检测从亚毫米波段到远红外波段的电磁信号。

  生物医学应用

  超导技术在生物医学中的应用包括超导核磁共振成像装置(MRI)和核磁共振谱仪(NMR)。核磁共振成像的原理是基于被测对象的原子磁场与外磁场的共振现象来分析被测对象的内部状态。目前,核磁共振成像装置已广泛用于医学诊断中,例如用于早期肿瘤和心血管疾病等的诊断,它能准确检查发病部位,无损伤和辐射作用,并且诊断面非常广。核磁共振谱仪是基于核磁共振原理而研制出来的,它目前已广泛用于物理、化学、生物、遗传和医药学等领域的研究中,具有高分辨率、高频率、高磁场等优点。

  科学工程和实验室应用

  科学工程和实验室是超导技术应用的一个重要方面,它包括高能加速器、核聚变装置等。高能加速器用来加速粒子产生人工核反应以研究物质内部结构,是基本粒子物理学研究的主要装备。核聚变装置是人们长期以来梦想解决能源问题的一个重要方向,在这些应用中,超导磁体是高能加速器和核聚变装置不可缺少的关键部件。

     

  高能粒子加速器               超导核聚变托卡马克装置

  交通应用

  超导技术在交通方面的应用是随着国民经济的发展,社会对交通运输的要求而产生的。超导磁悬浮列车利用磁悬浮作用使车轮与地面脱离接触而悬浮于轨道之上,并利用直线电机驱动列车运动的一种新型交通工具。由于超导磁悬浮列车的时速高达500公里/小时,并具有安全、噪音低和占地小等优点,因此被认为是未来理想的交通运输工具。

   

  超导磁悬浮列车

  电力应用

  高温超导体的发现使得超导技术的应用进一步延伸到电力工业中,也使人们期待那些过去无法实现的电力装备能够由于超导技术的应用而得到解决。超导技术在电力中的应用主要包括:超导电缆、超导限流器、超导储能装置和超导电机等。高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施,具有截流能力大、损耗低、体积小和重量轻等优点,是解决大容量、低损耗输电的一个重要途径。它由电缆芯、低温容器、终端和冷却系统四个部分组成。其中电缆芯是高温超导电缆的核心部分,包括通电导体、电绝缘和屏幕导体等主要部件。

 
 

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