Applicazioni

Il treno Yamanashi MLX01 MagLev.

La levitazione magnetica è un' applicazione dove i superconduttori eccellono.
Veicoli di trasporto possono essere fatti fluttuare sopra magneti di superconduttori atipici, ed effettivamente in questo modo si elimina l'attrito tra il treno e le rotaie.
I magneti tradizionali non solo disperdono gran parte dell'E elettrica in calore, ma devono essere più larghi dei magneti-superconduttori.
Una pitra miliare nell'impiego commerciale della tecnologia MAGLEV arrivò nel 1990 quando ottenne lo stato di progetto nazionale in Giappone.
Il ministero dei trasporti autorizzò la costruzione della linea per i test, che apri il 3 Aprile 1997.
Due anni dopo il veicolo per i test MLX01 (sopra) raggiunse i 550 km/h. Sebbene la tecnologia ora è stata testata, il grande uso di veicoli MAGLEV ha costretto a trattazioni tra la politica e gli sviluppi.
I treni MAGLEV che sono stati impiegati in applicazioni commerciali sono lo shuttle di Birmingam, è restato in servizio per 11 anni, ed è stato tolto dal servizio nel 1997. Negli U.S. c'è il progetto di realizzare il loro primo MAGLEV operante entro Settembre 2002 nel campus di un college in Virginia.

MRI del cranio Umano

Un' area dove i superconduttori possono svolgere una funzione di salva-vite è nel campo del biomagnetismo. I dottori hanno bisogno di un modo non invasivo per sapere come sta andando all'interno del corpo umano. Inserendo nel corpo un campo magnetico derivato da un superconduttore, gli atomi di idrogeno presenti nell'acqua del corpo e le molecole di grasso sono costretti ad accettare energia dal campo magnetico.
Così dopo la rilasciano ad una frequenza che un computer può captatare e visualizzare su un grafico.
L'immagine con risonanza magnetica (MRI) venne scoperta già negli anni '40. Ma solo ora la tecnologia ha raggiunto un livello tale da renderla un strumento indispensabile, infatti per analizzare la mole di dati che si ottiene con questo metodo servono gli attuali superccomputer.
Il guppo koreano per la superconduttività all'interno del KRISS ha raggiunto una tecnologia biomagnetica un passo avanti con lo sviluppo di un double-relaxation oscillation SQUID per usarlo nella Magnetoencefalografia.
SQUID è in grado di rilevare il mutamento del campo magnetico 100 bilioni di volte più debole della forza vhe serve a muovere la punta dei pennini.
Con questa tecnologia il corpo può essere sondato in certi luoghi senza il bisogno degli strani campi magnetici associati all'MRI.
Il guppo koreano per la superconduttività all'interno del KRISS ha raggiunto una tecnologia biomagnetica un passo avanti con lo sviluppo di un double-relaxation oscillation SQUID per usarlo nella Magnetoencefalografia.
SQUID è in grado di rilevare il mutamento del campo magnetico 100 bilioni di volte più debole della forza vhe serve a muovere la punta dei pennini.
Con questa tecnologia il corpo può essere sondato in certi luoghi senza il bisogno degli strani campi magnetici associati all'MRI.

I Generatori

I generatori realizzati con filo di materiale superconduttore sono molto più efficienti dei normali generatori fatti con il rame. In effetti, la loro efficienza è maggiore di circa il 99% , e sono grandi metà di quelli normali.
Questo li rende particolarmente adatti in applicazioni in cui è richiesta molta energia.
Si stima che nella prossima decade il mercato per questo prodotto si aggirerà sui $ 25-30 miliardi di dollari.
Il prototipo attualmente sta sviluppando 100MvA a conferma della sua efficienza.

La loro utilità:

• Increase machine effiency beyond 99%, reducing losses by as much as 50% over conventional generators.
• Reduced pollution per unit of energy produced.
• Lower life-cycle costs.
• Enhanced grid stability.
• Reduced capital cost.
• Reduced installation expenses

D-SMES

Altri progetti nel campo del commercio dell'E che impieghino i superconduttori includono l'immaganizzamento di E per aumentare la stabilità della rete elettrica.
L'American Superconductor Corp. entro Marzo installerà per l'Alliant Energy un D-SMES nel Wisconsin. Da sola una di queste unità D-SMES ha una potenza di più di 3MW, che può essere usata in qulunque sempre per stabilire il voltaggio della linea durante un disturbo.
In un sistema SMES, l'E è immagazzinata all'interno di un magnete che è in grado di rilasciare Megawatts di potenza (1Mw = 10⁶W) entro la frazione di un ciclo.
In modalità standby, la corrente circola attraverso il il regolatore di volts e il magnete in un ciclo infinito. Il sitema libera piccole cariche elettriche per rimpiazzare le perdite delle parti non superconduttive.
Quando viene rilevato un disturbo nella rete elettrica, il controller apre l'interruttore in 2 millisecondi.
Qundo il voltaggio raggiunge un livello prestabilito, l'interuttore si richiude.
Questa sequenza si ripete fino a che il voltaggio normale non è ristabilito.
Questo sistema si ricarica in pochi minuti e può ripetere la sequenza sìdi carico e scarico migliaia di volte senza alcuna degradatione del magnete.

Trasmissione commerciale della corrente elettrica

Esiste l'idea di usare i superconduttori nella trasmissione di energia elettrica commerciale alle città.
Anche se, a causa degli alti costi e dell'impossibilità di rafreddare kilometri di filo superconduttore a temperature criogeniche, si sta testando quest'idea solo su un tratto piccolo piccolo.
Nel Maggio 2001 circa 150^.000 persone residenti a Copenhagen, Danimarca, hanno ricevuto la corrente elettrica con cavi di HTS (superconduttori ad alta Temperatura).
Questo cavo è lungo appena 30m, ma risulta lo stesso adato ai fini del Test.
Nell'Estate 2001 la Pirelli ha completato l'installazione di 3 cavi da 153,6 m di cavi per la Detroit Edison alla sottostazione Frisbie capace di distribuire 100MW di potenza.
Per la prima volta la corrente elettrica commerciale è stata distribuita a dei consumatori attraverso dei cavi superconduttori.
La Intermagnetics General ha annunciato che la sua sussidiaria IGC-SuperPower stanzierà $20 milioni per installare, a Albany, New York, un cavo HTS sotterraneo nella rete di distribuzione della Niagara Mohawak Power Corporation.
Il cavo da 1/4 di miglio (circa 460m) ha tutte le prerogative per essere 4 volte più lungo dei cavi finora installati.

UCB Superconducting Microchip

La Fondazione Nazionale per la Scienza, insieme a NASA, DARPA e varie università, sta correntemente studiando per dei "petaflop"computer.
Un petaflop significa mille trilioni di operazioni al secondo.
I computers di oggi hanno raggiunto solo velocità "teraflop", un trilione di operazioni per secondo. Tuttora il più veloce è the NEC Earth Simulator (Jap.) che viaggia a 35,6 teraflop per secondo.
E' stato teorizzato che saranno necessari dispositivi dell'ordine di 50 nm uniti con commutatori non convenzionali, come la giunzioni Josephson unite ai superconduttori,
per raggiungere queste velocità.
I ricercatori del TRW hanno questa novità predicendo che saranno necessari 100 bilioni di congiunzioni Josephson in 400 microchip per raggiungere la velocità di 32 petabit.
Queste giunzioni Josephson sono incorporate all'interno dei transistori a effetti di campo che diventano parte di un circuito logico dentro al processore.
Recentemente è stato dimostrato che i piccoli campi magneti che penetrano all'interno dei superconduttori diTipo II possono essere usati per archiviare informazioni digitali. Comunque, non è sicuro che i computer del futuro saranno costruiti con la tecnologia dei superconduttori.
Altre tecnologie competitive, come i transistori DELTT, possono raggiungere velocità petaflop.

Supurconducting super-Collider

Probabilmente l'evento che, più di tanti altri, è stato responsabile all'introduzione nel vocabolario Amiricano del termine superconduttore è stato il progetto di un super acceleratore di particelle nella zona di Ells, in Texas. Sebbene il Congresso abbia cancellato lo stanziamento delle varie migliaia di dollari concesso nel 1993, il progetto di un così grande accelratore ad alta enenrgia non avrebbe reso nulla senza l'impiego dei superconduttori.
I ricercatori nel campo delle particelle sub-atomiche hanno bisogno di poter accelerarle il più possibile fino a quasi la velocità della luce. I magneti costituiti da superconduttori rendono ciò possibile. Il CERN, un consorzio di molte nazioni europee, sta facendo qualcosa di simile con il suo LHC ora in costruzione lungo il confine Franco-Svizzero