Hiện tượng siêu dẫn và ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn trong cuộc sống

HIện tượng siêu dẫn là một đề tài còn mới mẻ và vô cùng hấp dẫnKhả năng ứng dụng của vật liệu siêu dẫn là hết sức rộng rãi và quan trọng. Các vật liệu siêu dẫn sẽ đưa đến một thay đổi lớn lao về kĩ thuật, công nghiệp và có thể cả trong kinh tế và đời sống xã hội.

Một tàu lơ lửng đường ray Chủ đề: Hiện tượng siêu dẫn ứng dụng vật liệu siêu dẫn đời sống kỹ thuật Hiện tượng siêu dẫn Sự đời tượng siêu dẫn Kammerlingh Onnes sinh gia đình phát minh nhiệt kế códụng Phát minh racứu hộp chuyên bảomôi quản OnnesOnnes chủ yếu nghiên đặc trưng để vậtđựng chất giàu có sở hữu xưởng sản xuất gạch đo nhiệt độ (-269 tuyệt chất lỏng heli trườngthể nhiệt độ thấp độđối C) Thời điểm tồn Ông tìm cách hạ nhiệt độ Groningen, Hà Lan Thất bại nghiệm vớigìbạch kim, vài lý luận nói thí tượng xảy ravàng vật chất Heli xuống 0.9K   Thí nghiệm ngân trong khoảng gần đạtvới đếnthủy nhiệt độ 0giúp tuyệtphát đối.hiện tượng 1835 siêu dẫn 1878 1907 1908 1911 Hiện tượng siêu dẫn Sự đời tượng siêu dẫn 0.16 THÍ NGHIỆM  Đổ đầy thủy ngân vào ống thủy tinh hình dây gắn với máy đo điện trở  Dùng chất lỏng heli để hạ nhiệt độ thủy ngân xuống 0,9 độ K Ω R, chữ U nối với dây điện, đầu 0.08 0 T,K Hiện tượng siêu dẫn Sự đời tượng siêu dẫn 1835 1878 1907 1908 1911 Phát tượng siêu dẫn Hiện tượng siêu dẫn Hiện tượng siêu dẫn gì? Hiện tượng siêu dẫn tượng vật lý xảy số vật liệu nhiệt độ đủ thấp từ trường đủ nhỏ khiến điện trở vật đột ngột giảm xuống tới Hiện tượng siêu dẫn Hiện tượng siêu dẫn gì? Hiện tượng siêu dẫn Ở TTSD Một số đặc tính chất siêu dẫn Chất siêu dẫn R=0 Kim loại chuyển từ trạng thái bình thường sang trạng thái siêu dẫn chuyển pha loại 2:  Không có thay đổi đột ngột cấu trúc tinh thể -26 BằngKhông thực nghiệm ta tìm điện trở chất siêu dẫn vào cỡ 10  kèm theo nhận truyền nhiệt  Có nhảy vọt giá trị đạo hàm nội theo nhiệt độ tức nhiệt dung riêng Q=0; C thay đổi nhảy vọt Hiện tượng siêu dẫn Một số đặc tính chất siêu dẫn Chất siêu dẫn Ở TTSD Q=0; C thay đổi nhảy vọt R=0 Chất nghịch từ lý tưởng Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Máy chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI) Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Máy gia tốc hạt chất siêu dẫn nhiệt độ cao Dùng nam châm cực mạnh để bẻ cong chùm hạt, làm cho chúng chạy theo đường tròn để chúng va đập vào nhau, qua nghiên cứu "mảnh" sinh va đập mạnh đó; người ta gọi "siêu va đập siêu dẫn” để tìm đặc tính nguyên tử Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Máy gia tốc hạt chất siêu dẫn nhiệt độ cao Large Hadron Collider (Máy gia tốc hạt lớn - gọi tắt LHC) máy gia tốc hạt đại lớn cung cấp gia tốc mạnh giới Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Truyền tải lượng Do điện trở dây cáp siêu dẫn (mật độ dòng điện đạt tới 10 A/cm ) Nên dây cap tải điện siêu dẫn không cần to không làm hao phí điện dây tải điện thường Ngoài ra, người ta hướng tới sử dụng máy phát điện siêu dẫn giảm lần kích thước, khối lượng lần, khối lượng roto – lần công suất lên tới 30 triệu oát Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Nam châm siêu dẫn lò phản ứng nhiệt hạch Trong lò phản ứng nam châm siêu dẫn giữ plasma không trung lò phản ứng tokamak hình bánh rán Năm 1986, Anh tạo nhiệt độ 140 triệu đô nửa giây Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Bom E Thiết bị sử dụng lực từ trường có nguồn gốc siêu dẫn cực mạnh để tạo nên xung điện từ nhanh mạnh nhằm phá hỏng thiết bị điện tử đối phương Lần thiết bị sử dụng chiến vào tháng 3/2003, quân đội Mỹ phá huỷ hệ thống phát Iraq Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Hiệu ứng Josephson Năm 1963 Josephson khám phá dòng siêu dẫn chui qua lớp điện mỏng kẹp hai lớp siêu dẫn, dòng điện phụ thuộc vào lớp tiếp xúc siêu dẫn điện môi Kính thiên văn vô tuyến Máy cảm biến siêu nhạy Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Hiệu ứng Josephson  Bộ biến đổi analog/digital Do làm chất siêu dẫn làm tăng vùng tần số đo Hơn nữa, biến đổi A/D tiếp xúc Josephson đảm bảo độ ổn định so với biến đổi thông thường bán dẫn Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Hiệu ứng Josephson  Thiết bị dò sóng Mini Từ nguồn nhiệt độ thấp xạ sóng milimet, thiết bị dò màng mỏng YBCO phát định vị phận ung thư không gian ba chiều Các chất siêu dẫn sử dụng cho công nghệ thông tin vùng có tần số siêu cao Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Máy giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUIT) Là loại từ kế có độ nhạy cao, phát từ trường nhỏ  Cảm biến đo từ thông ba chiều Hệ SQUID YBCO sử dụng cho việc đo từ thông ba chiều Lợi ích thiết bị định vị tăng từ thông cấu trúc cụ thể  Ăngten mini Ăngten làm chất siêu dẫn nhiệt độ cao có kích thước 5% loại ăngten thông thường Ăngten mini làm việc theo nguyên lý mạch xuyên ngầm có độ nhạy gấp 20 lần loại ăngten khác Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Bình tích trữ lượng từ siêu dẫn (SMES)  Trong SMES, lượng sinh từ từ trường cuộn dây siêu dẫn lớn chôn lòng đất Năng lượng tích trữ cuộn dây siêu dẫn mạch điện hệ thống không bị tiêu hao lượng  Khi cần sử dụng, lượng phóng nhanh với cường độ rât mạnh Điều làm giảm từ trường giảm lượng tích trữ SMES có hiệu suất đến 90%  Có thể sử dụng thiết bị để phóng loại máy bay phản lực, tàu vũ trụ,… Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống 10 Tàu thủy siêu dẫn  Các nhà nghiên cứu Nhật Bản sử dụng motor siêu dẫn để chạy tàu thủy đạt đến vận tốc 60mph Họ sử dụng lượng trường điện từ tạo nam châm siêu dẫn để chạy tàu thủy Các từ trường đẩy tàu thủy tàu ngầm nước với tốc độ cao Tàu ngầm mang lượng hạt nhân sử dụng hệ thống đẩy từ thủy động lực (MHD) Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống 11 Tách chiết từ  Tách lọc từ phương pháp tách chiết thành phần tạp chất xác định khỏi hỗn hợp Do khác tính chất từ thành phần riêng tạo nên hỗn hợp  Nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao có nhiều khả ứng dụng công nghệ như: tách chiết sunfuaro từ than đá, tách chiết tạp chất từ khoáng vật, tách chiết mảnh kim loại lòng đất, thiên thạch,…Có thể sử dụng để tái chế làm nước thải, hóa chất tách lọc khí đốt Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống 12 Máy lạnh từ  Máy lạnh từ sử dụng chất làm lạnh chứa Chloroflourocarleon, chất có tác dụng phá hủy tầng ozon trái đất  Các chất siêu dẫn nhiệt độ cao thay làm đơn giản hóa mô hình máy lạnh, giảm giá thành công nghệ sản xuất tiện lợi Các hệ máy lạnh từ tương lai gọn, nhẹ đảm bảo độ cho môi trường Hiện tượng siêu dẫn Ứng dụng tượng siêu dẫn đời sống Khả ứng dụng vật liệu siêu dẫn rộng rãi quan trọng Các vật liệu siêu dẫn đưa đến thay đổi lớn lao kĩ thuật, công nghiệp kinh tế đời sống xã hội