超导|在“创新之路”上研发超导技术( 二 )

超导体的用途如何？超导体常被用于制造令人难以置信的超强磁场，用在磁悬浮列车和医院的磁共振成像仪器(MRI)上，磁场将粒子保持在运行轨道上，像在大型强子对撞机中，粒子被束缚在强磁场的“跑道”上。超导体制成强磁场的原因在于法拉第定律：移动的电场产生磁场。失去了电阻时，可以在电路中形成巨大的电流，在移动电流的作用下，一个相应的强大磁场得以形成，像磁悬浮列车的每一节车厢都带有一连串的超导线圈，每一个超导体含有大约700000安培的永久性电流。

【超导|在“创新之路”上研发超导技术】电流在线圈内一圈接一圈地移动，没有停止的时候，电流产生了恒定的磁场，达到了令人难以置信的强度，当在轨道磁场穿越时，列车被抬升到一定的高度，进入了无轨奔跑的模式，没有摩擦力降低列车的速度，磁悬浮列车的速度达到了每小时600多公里，在所有的列车类型中，磁悬浮列车的时速最快，出现了令人惊奇的“生死时速” 。日本的雷克萨斯公司在标准悬浮滑板的设计中使用了超导磁铁，利用了滑板的悬浮效应。
人类在未来如何开发超导体技术？在发电厂产生的总电能中，大约有6%的总能量损耗在电力传输和分配的线路上，大量电能在以铜线制作的电路中被损耗了，这是由线路的电阻损耗带来的。未来的超导材料取代铜线，在整个大陆区域的电能传输将不会损失任何电能。 6%的总电能损耗不是一笔小数字，但宏大的线路改造工程将耗资巨大，目前还没有实施的可能。 2014年，德国的埃森市安装了一公里长的超导电缆，进行电力输送的实验，超导电缆比普通电缆的传输能力提升了5倍，几乎没有任何电能的损失，实验项目取得了成功，这是一套略显复杂的线路系统。
为了将超导体保持在临界温度以下，通过一个核心容器抽取液态氮，几层隔热材料包裹了核心容器，好像用几层隔热材料包裹一个热水瓶。人们需要更为实用的解决方案，只有耐心地等待成本更低的超导体，高温超导体甚至可以在室温下使用，这种科技的创新和进步可能花费数十年的时间，科技改变了人们对能源的利用，更合理的能源利用将会取代现有的能源利用。更接近现实的应用可能出现在超导计算机的研制，科学家以超导体为基础开发了计算机芯片，像海普里斯公司生产了超导微芯片，使用超导处理器导致了超级计算机的问世，它比普通的超级计算机节省了大量能源，能源的消耗只有普通计算机的五百分之一。

（编译：2016-6-1）