니오븀 초전도성

온도가 절대 영도에 가깝게 낮아지면 일부 물질의 화학적 성질이 갑자기 변하여 저항이 거의 없는 '초전도체'가 된다는 사실이 오래 전에 발견되었습니다. 물질이 이러한 이상한 "초전도" 특성을 갖기 시작하는 온도를 임계 온도라고 합니다. 말할 필요도 없이 물질마다 임계온도가 다릅니다.
초저온은 얻기가 쉽지 않으며 사람들은 이를 위해 엄청난 대가를 치르고 있다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 절대 영도에 가까울수록 우리가 지불해야 하는 대가는 더 커집니다. 따라서 초전도 물질에 대한 우리의 요구 사항은 물론 임계 온도가 높을수록 좋습니다.
초전도 특성을 지닌 원소가 많이 있으며, 니오븀은 임계 온도가 가장 높은 원소 중 하나입니다. 그리고 절대온도 18.5~21도까지의 임계온도인 니오브 합금은 현재 가장 중요한 초전도 물질이다.
사람들은 한때 이러한 실험을 했습니다. 금속 니오븀 고리의 초전도 상태를 냉각시키고 전류를 흘린 다음 전류를 차단한 다음 전체 장비 세트를 닫아 저온을 유지했습니다. 2년 반 후에 사람들이 장치를 열어보니 전류 속의 니오브 고리가 여전히 흐르고 있고 전류의 강도와 에너지가 거의 똑같다는 것을 발견했습니다!

이 실험을 통해 초전도 물질은 전류 손실이 거의 없다는 것이 분명해졌습니다. 초전도 케이블을 전력 전송에 사용하면 저항이 없고 전류가 흐를 때 에너지 손실이 없기 때문에 전력 전송 효율이 크게 향상됩니다.
누군가는 바퀴 부분에 초전도 자석을 장착해 열차 전체가 선로 위에 10cm 정도 떠 있을 수 있는 고속 자기부상열차를 설계했다. 이런 방식으로 열차와 선로 사이에 더 이상 마찰이 없어 진행에 대한 저항이 줄어듭니다. 100명의 승객을 수용할 수 있는 자기 부상 열차는 단지 100마력의 추진력으로 시속 500km 이상의 속도에 도달할 수 있습니다.
20km 길이의 니오븀-주석 벨트가 직경 1.5m의 바퀴 가장자리를 감싸고 있는 와인딩은 120개의 무게를 들어 올릴 수 있을 만큼 강력하고 안정적인 자기장을 생성할 수 있습니다. -2킬로그램을 자기장 공간에서 공중에 띄우게 만듭니다. 이 자기장을 열핵융합 반응에 사용하여 강력한 열핵융합 반응을 제어한다면 우리에게 거의 끝없이 값싼 전기를 대량으로 공급할 수 있을 것입니다.
사람들은 니오븀-티타늄 초전도 물질로 DC 발전기를 만들었습니다. 소형, 경량, 저비용 등 많은 장점을 갖고 있으며, 같은 크기의 일반 발전기에 비해 100배 더 많은 전력을 생산합니다.