Superledning - fremtidens teknologi

Eksempler på anvendelser

Superledende kabler

Ved fremstilling af superledende kabler skal der tages hensyn til mange ting, bl.a. fremstillingsprisen og driftsomkostningerne ved brug af kablet. Det er først og fremmest udgifter til køling. Da flydende nitrogen er langt billigere end flydende helium, er man nødt til at bruge de meget sprøde keramiske superledere, der kan køles med nitrogen.

Det er ikke helt let at fremstille et bøjeligt kabel med en keramisk leder, uden at den går i stykker. Man har klaret problemet ved at fylde et rør af sølv med det superledende stof på pulverform. Røret udvalses til meget mindre dimensioner, hvorefter en række udvalsede rør anbringes i et nyt sølvrør, som udvalses til et langt, tyndt, fladt bånd, hvor de enkelte superleder-korn ligger tæt ved hinanden og holdes sammen af sølvet. Strømmen kan så løbe fra korn til korn ad den vej, der giver mindst modstand. Der er selvfølgelig mange steder, hvor der ikke er god forbindelse, og de bidrager ikke til ladningstransporten.

Kabeltyper

Der findes to typer superledende kabler. Man kan enten lægge varmeisoleringen inde omkring superlederen og den elektriske isolering og den skærmende leder udenpå, eller også kan man lægge både den elektriske isolering og en superledende skærm inderst og varmeisoleringen udenpå.

Den første type, RTD (room temperature dielektric), består af et fleksibelt rør til den flydende nitrogen. Udenom er viklet et lag af superledende bånd og varmeisolering, herpå en elektrisk isolator (et dielektrikum), en skærm og armering, se figur 6. Denne type anvender en velkendt type dielektrikum og har et lavt varmetab. Til gengæld er der et elektrisk felt uden om kablet, og det har en begrænset strømstyrke.

I den anden type, CD (cryogen dielectric), lægges et elektrisk isolerende lag udenpå superlederen og derpå en superledende skærm efterfulgt af et varmeisolerende lag, se figur 7. Fordelen ved denne konstruktion er, at der ikke er en øvre grænse for strømstyrken, og at der ikke er noget ydre elektrisk felt, så det er muligt at anbringe kablerne til 3 faser tæt sammen. Ulemperne er en mere kompliceret konstruktion med to lag superledere, hvilket øger fremstillingsprisen, og dertil kommer et større varmetab.

Figur 6.
Superledende kabel, type RTD.
Figur 7.
Superledende kabel, type CD.