Nadprzewodnictwo niobu

Dawno temu odkryto, że po obniżeniu temperatury do poziomu bliskiego zera absolutnego właściwości chemiczne niektórych substancji nagle się zmieniają i stają się one „nadprzewodnikami” prawie bez oporu. Temperatura, w której substancja zaczyna wykazywać tę dziwną właściwość „nadprzewodnictwa”, nazywana jest temperaturą krytyczną. Nie trzeba dodawać, że temperatura krytyczna różnych substancji jest różna.
Należy zdać sobie sprawę, że uzyskanie ultraniskich temperatur nie jest łatwe, a ludzie płacą za nie ogromną cenę; im bliżej zera absolutnego, tym większą cenę musimy zapłacić. Zatem nasze wymagania dotyczące substancji nadprzewodzących są oczywiście takie, że im wyższa temperatura krytyczna, tym lepiej.
Istnieje wiele pierwiastków o właściwościach nadprzewodzących, a niob ma jedną z najwyższych temperatur krytycznych. A stop niobu, którego temperatura krytyczna sięga temperatury bezwzględnej od 18,5 do 21 stopni, jest obecnie najważniejszymi materiałami nadprzewodzącymi.
Ludzie kiedyś przeprowadzili taki eksperyment: doprowadzono do stanu nadprzewodzącego metalowy pierścień niobowy, przepuścili prąd, a następnie odłączyli prąd, a następnie zamknęli cały zestaw instrumentów, aby utrzymać niską temperaturę. Po dwóch i pół roku ludzie otworzyli instrument i odkryli, że pierścień niobowy w prądzie wciąż płynie, a siła prądu i właśnie jest pod napięciem prawie dokładnie taka sama!

Z tego eksperymentu jasno wynikało, że materiały nadprzewodzące prawie nie tracą prądu. Jeśli do przesyłu energii zostaną użyte kable nadprzewodzące, efektywność przesyłu energii zostanie znacznie poprawiona, ponieważ nie ma ona oporu i nie będzie strat energii podczas przepływu prądu.
Ktoś zaprojektował szybki pociąg na lewitacji magnetycznej, w którym w częściach kół zainstalowano magnesy nadprzewodzące, dzięki czemu cały pociąg może unosić się na torze przez około dziesięć centymetrów. W ten sposób nie będzie już tarcia pomiędzy pociągiem a torem, co zmniejszy opory przejazdu. Pociąg maglev mogący pomieścić stu pasażerów może osiągnąć prędkość ponad pięciuset kilometrów na godzinę przy zaledwie stukonnym napędzie.
Dzięki pasowi niobowo-cynowemu o długości dwudziestu kilometrów, owiniętemu wokół obręczy koła o średnicy półtora metra, uzwojenia są w stanie wytworzyć silne i stabilne pole magnetyczne, wystarczająco silne, aby unieść ciężar stu dwudziestu -dwa kilogramy i sprawić, by lewitował w przestrzeni pola magnetycznego. Gdyby to pole magnetyczne zostało wykorzystane w reakcji syntezy termojądrowej w celu opanowania potężnej reakcji syntezy termojądrowej, możliwe byłoby dostarczenie nam dużych ilości niemal nieskończonej taniej energii elektrycznej.
Ludzie zbudowali generator prądu stałego z materiału nadprzewodzącego niobowo-tytanowego. Ma wiele zalet, takich jak małe rozmiary, lekkość, niski koszt, a także generuje sto razy więcej prądu w porównaniu ze zwykłym generatorem tej samej wielkości.