Contenu
- Avantage 1: Transformer le réseau électrique
- Avantage 2: Améliorer les télécommunications à large bande
- Avantage 3: Aide au diagnostic médical
- Inconvénients des supraconducteurs
La plupart des matériaux utilisés par les gens sont des isolants, comme le plastique, ou des conducteurs, comme un pot en aluminium ou un câble de cuivre. Les isolateurs présentent une très grande résistance à l'électricité. Les conducteurs comme le cuivre présentent une certaine résistance. Une autre classe de matériaux ne montre aucune résistance du tout lorsque refroidie à de très basses températures, plus froide que le congélateur le plus froid. Appelés supraconducteurs, ils ont été découverts en 1911. Aujourd'hui, ils révolutionnent le réseau électrique, la technologie du téléphone cellulaire et le diagnostic médical. Les scientifiques travaillent pour les faire fonctionner à la température ambiante.
Avantage 1: Transformer le réseau électrique
Le réseau électrique fait partie des plus grandes réalisations techniques du 20ème siècle. La demande, cependant, est sur le point de la submerger. Par exemple, la panne d'électricité de 2003 en Amérique du Nord, qui a duré environ quatre jours, a touché plus de 50 millions de personnes et causé une perte économique d'environ 6 milliards de dollars. La technologie supraconductrice fournit des fils et des câbles sans perte et améliore la fiabilité et l'efficacité du réseau électrique. Des plans sont en cours pour remplacer d'ici 2030 le réseau électrique actuel par un réseau supraconducteur. Un système d'alimentation supraconducteur occupe moins de biens immobiliers et est enfoui dans le sol, ce qui est très différent des lignes de réseau actuelles.
Avantage 2: Améliorer les télécommunications à large bande
La technologie de télécommunication à large bande, qui fonctionne le mieux aux fréquences gigahertz, est très utile pour améliorer l’efficacité et la fiabilité des téléphones cellulaires. De telles fréquences sont très difficiles à obtenir avec des circuits à base de semi-conducteurs. Cependant, ils ont été facilement réalisés par un récepteur basé sur le supraconducteur Hypress, utilisant une technologie appelée récepteur à circuit intégré à flux unique rapide ou RSFQ. Il fonctionne à l'aide d'un cryocooler de 4 kelvin. Cette technologie fait son apparition dans de nombreuses tours émettrices de récepteurs de téléphones portables.
Avantage 3: Aide au diagnostic médical
L'une des premières applications à grande échelle de la supraconductivité concerne le diagnostic médical. L'imagerie par résonance magnétique, ou IRM, utilise de puissants aimants supraconducteurs pour produire des champs magnétiques importants et uniformes dans le corps du patient. Les scanners IRM, qui contiennent un système de réfrigération à l'hélium liquide, détectent la manière dont ces champs magnétiques sont réfléchis par les organes du corps. La machine finit par produire une image. Les appareils IRM sont supérieurs à la technologie des rayons X pour la réalisation d’un diagnostic. Paul Leuterbur et Sir Peter Mansfield ont reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 2003, "pour leurs découvertes concernant l'imagerie par résonance magnétique", soulignant l'importance de l'IRM et, par conséquent, les supraconducteurs, en médecine.
Inconvénients des supraconducteurs
Les matériaux supraconducteurs ne supraconducteurs que s’ils sont maintenus au-dessous d’une température donnée, appelée température de transition. Pour les supraconducteurs pratiques actuellement connus, la température est très inférieure à 77 Kelvin, la température de l'azote liquide. Les maintenir en dessous de cette température implique de nombreuses technologies cryogéniques coûteuses. Ainsi, les supraconducteurs ne figurent toujours pas dans la plupart des produits électroniques courants. Les scientifiques travaillent à la conception de supraconducteurs pouvant fonctionner à température ambiante.