超导技术应用于哪些领域

‘壹’ 超导体是有什么作用和用途

超导体的应用可分为三类：强电应用、弱电应用和抗磁性应用。强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能；弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。目前超导量子干涉仪（SQUID）已经产业化。

另外，作为低温超导材料的主要代表NbTi合金和Nb3Sn，在商业领域主要应用于医学领域的MRI（核磁共振成像仪）。作为科学研究领域，已经应用于欧洲的大型项目LHC项目，帮助人类寻求宇宙的起源等科学问题。

(1)超导技术应用于哪些领域扩展阅读

人类最初发现超导体是在1911年，这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）等人发现。

汞在极低的温度下，其电阻消失，呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入，一方面，多种具有实用潜力的超导材料被发现，另一方面，对超导机理的研究也有一定进展。

超导体具有三个基本特性：完全导电性（零电阻效应）、完全抗磁性（迈斯纳效应）、通量量子化（约瑟夫森效应）。

‘贰’ 超导技术的应用前景如何

超导技术的主体是超导材料，就是没有电阻、或电阻极小的导电材料，电能在流经过程中几乎不会损失。
实现超导常须将导体下降至一定温度（起码零下一悄肢滚百饥让多摄氏度），电阻才突然趋近于零。具有这种特性的材料称为超导材料。近年来，随看材料科学的发展，超导材料的性能不断优化，实现超导的临界温度在提高。 目前科学家虽已合成出在室温下具有超导性能的复合材料，但这还仅限于实验室中。至于它的应用前景（作用），具代表性的有以下几方面：
（1）超导无电阻无损耗首先被想到用于长途输电线路中，但目前不可能，因为这不是一般的导线且需要降温。
（2）接着被想到的是用于大容量的电气设备中，如超导大容量发电机，发电机线圈超导无电阻无损耗，发电效率极高，功率更大。
（3）还有就是应用到需要产生强磁的装置中，如磁力悬浮列车，核磁共振装置等。因启余为强磁的产生依赖于电磁线圈中的大电流。超导线圈就有超大电流，产生超强磁场。
从实际出发，第（2）、（3）点才是今后超导技术应用的突破点。
望采纳。

‘叁’ 超导技术可以应用在未来哪些领域

由于超导技术的神奇特性，人们普遍对超导的应用寄予厚望。下面，我们就来看看两个已经接近成熟的超导应用实例。

超导磁悬浮列车

普通火车由于车轮与车轨之间存在着摩擦力，最高时速不可能超过300千米。于是，人们设想制造一种不靠车轮行驶的列车。就是说，列车行驶时不与车轨接触，而是浮在车轨上，只与空气摩擦，这样受到的阻力就小得多了，列车自然也就能跑得更快。现在这一设想已经实现了。人们利用猛散超导磁体产生磁场，使它与另一磁场产生斥力，而这种斥力又使列车悬浮起来并且推动列车前进。这样一种没有车轮的新型列车诞生了，这种列车就是“超导磁悬浮列车”，时速可达到300千米以上，甚至达到500千米，这个速度都快赶上现在飞机的速度了。超导磁悬浮列车的乘客不会感到列车的颠簸，也不会听到车轮与铁轨的撞击声。它将是陆地上理想而舒适的交通工具。

超导材料与原子能

今天，我们生产和生活使用的能源种类虽然多，但主要还是来源于石油、煤炭、天然气一类的矿物能源。地球上的矿物能源是有限的，而且不能再生，用一点就少一点。为了保证未来人类的能源供应，人们正在设法利用核聚变的巨大能量。要实现这个愿望，必须用强大的旅李磁场把上亿度的高温等离子体约束在一定的区域，这是受控核聚变研究的一个关键问题。物理学家认为，高温超导体将给未来的研究工作注入新的活力，帮助人们降伏受控核聚变，使之成为造福子孙万代的用之不竭的能源。

磁悬浮列车

新一代电子器件——超导芯片

有人把超导芯片称为继电子管、晶体管之后的第三代电子器件。美国的法里斯在1987年研制出一种示波器，这是第一台采用超导器件的仪器。如果将超导芯片应用于计拆知迟算机，运算速度可提高1 000倍。

超导技术是物理学的一项重大成就。它为人类展现出一个应用广泛、潜力巨大的新的技术领域。超导技术的日益成熟及其广泛运用，将使21世纪更加异彩纷呈。

‘肆’ 超导体的应用有哪些

超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。
由于超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性，因此只需消耗极少的电能，就可以获得10万高斯以上的稳态强磁场。而用常规导体做磁体，要产生这么大的磁场，需要消耗3.5兆瓦的电能及大量的冷却水，投资巨大。
超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。
超导发电机在电力领域，利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万～6万高斯，并且几乎没有能量损失，这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5～10倍，达1万兆瓦，而体积却减少1/2，整机重量减轻1/3，发电效率提高50％。
磁流体发电机磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电发电，是利用高温导电性气体（等离子体）作导体，并高速通过磁场强度为5万～6万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单，用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。
超导输电线路超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器，从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，目前的铜或铝导线输电，约有15%的电能损耗在输电线路上，光是在中国，每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。
广阔的超导应用
高温超导材料的用途非常广阔，大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。
超导磁悬浮列车利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车。
超导计算机高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。此外，科学家正研究用半导体和超导体来制造晶体管，甚至完全用超导体来制作晶体管。
核聚变反应堆“磁封闭体”核聚变反应时，内部温度高达1亿～2亿摄氏度，没有任何常规材料可以包容这些物质。而超导体产生的强磁场可以作为“磁封闭体”，将热核反应堆中的超高温等离子体包围、约束起来，然后慢慢释放，从而使受控核聚变能源成为21世纪前景广阔的新能源。
科学家新近创造出一种新的物质形态，并预言它将帮助人类做出下一代超导体，以用于发电和提高火车的工作效率等多种用途。数贺
这种新的物质形态称作“费密冷凝体”毕胡，是已知的第六种物质形态。前五种物质形态分别为气体、固体、液体、等离子体和1995年刚刚发明的玻色一爱因斯坦冷凝体。
费密子和玻色子的重大差异，体现在“自旋”这一量子力学特性上。费密子是像电子一样的粒子，有半整数自旋（如1／2，3／2，5／2等）；而玻色子是像质手毕拦子一样的粒子，有整数自旋（如0，1，2等）。这种自旋差异使费密子和玻色子有完全不同的特性。没有任何两个费密子能有同样的量子态：它们没有相同的特性，也不能在同一时间处于同一地点；而玻色子却能够具有相同的特性。因此，1995年物理学家将一定数量铷和钠原子冷却成玻色子时，大部分原子变成了同样的低温量子态，实际上成为单一巨大的整体原子：玻色一爱因斯坦凝聚态。但像钾一40或锂一6这样的费密子，即使在很低的温度下，每种粒子必定也有稍微不同的特性。
2003年，物理学家找到了一个克服以上障碍的方法。他们将费密子成对转变成玻色子，两个半整数自旋组成一个整数自旋，费密子对就起到了玻色子的作用，所有气体突然冷凝至玻色一爱因斯坦凝聚态。奥地利英斯布瑞克大学的科学家将锂一6原子冷却，同时施加稳定磁场，促使费密子结合在一起；美国科罗拉多“实验室天体物理学联合研究所”采用的技术略有不同，他们将钾一40原子冷却后施加磁场，通过磁场变化让每个原子强烈吸引附近的原子，诱发它们形成成对原子，然后凝聚成玻色一爱因斯坦凝聚态。

‘伍’ 超导应用哪些方面

超导还可以在辐射探测仪、模拟信号处理器、超导磁屏蔽、电压基准等方面广泛应用。

在国防系统方面，超导技术在军事上也可大显身手。在弱电方面，用于水下通信、潜艇探测、遥感、扫雷等；制成高频微波器件、红外探测器，用于雷达、微波通信及地面卫星接收机；超导天线及馈线系统，用于导弹和卫星；数字信号和数据处理器等。在强电方面，主要是利用高电流密度超导材料所产生的强磁场及超导储能线圈可以存储大量能量的特性作为武器的能源，这样可以减少储能设备的尺寸和重量。美国的“星球大战”计划中投入5000万美元进行这方面的研究。研究中使用的低温超导磁体，估计其储能密度相当高，在微微秒时间内释放出来。

‘陆’ 超导的应用

超导技术是一种能够实现电能的高效传输和储存和物的技术，具有广泛的应用前景。以下是超导技术的一些应用：

总之，超导技术具有广泛的应用前景，可以在电力、交通、医学等领域中发挥重要作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。