អនុភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
របកគំហើញនៅចុងឆ្នាំ 1986 នៃថ្នាក់ថ្មីនៃសម្ភារៈ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ពង្រីកយ៉ាងខ្លាំងនូវលទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនៃ superconductivity ដើម្បីបង្កើតបច្ចេកវិទ្យាថ្មី ហើយនឹងមានឥទ្ធិពលបដិវត្តលើប្រសិទ្ធភាពនៃវិស័យនៃសេដ្ឋកិច្ចជាតិ។
បាតុភូតដែលមាននៅក្នុងការបាត់ខ្លួនទាំងស្រុងនៃភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីរបស់ conductor នៅពេលដែលវាត្រជាក់ក្រោមសីតុណ្ហភាពសំខាន់ ត្រូវបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1911 ប៉ុន្តែការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនៃបាតុភូតនេះបានចាប់ផ្តើមនៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ទី 60 បន្ទាប់ពីសមា្ភារៈ superconducting ដែលសមរម្យសម្រាប់កម្មវិធីបច្ចេកទេស។ ត្រូវបានអភិវឌ្ឍ។ ដោយសារតែការពិតដែលថាសីតុណ្ហភាពសំខាន់នៃវត្ថុធាតុទាំងនេះមិនលើសពី 20 K ឧបករណ៍ superconducting ដែលបានបង្កើតឡើងទាំងអស់ត្រូវបានដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពនៃអេលីយ៉ូមរាវពោលគឺឧ។ នៅ 4-5 K. ទោះបីជាមានភាពខ្វះខាតនៃទូរទឹកកកនេះ ការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់សម្រាប់ការ liquefaction របស់ខ្លួន ភាពស្មុគស្មាញ និងការចំណាយខ្ពស់នៃប្រព័ន្ធអ៊ីសូឡង់កម្ដៅ ការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនៃ superconductivity បានចាប់ផ្តើមនៅក្នុងតំបន់មួយចំនួន។ កម្មវិធីដ៏ធំបំផុតនៃ superconductors គឺអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកនៃឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនភាគល្អិត ការដំឡើង thermonuclear និងម៉ាស៊ីនភ្លើង MHD ។ គំរូនៃម៉ាស៊ីនភ្លើងដែលមានចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ ខ្សែបញ្ជូនថាមពល ឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពល ឧបករណ៍បំបែកម៉ាញេទិក ជាដើមត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ បណ្តាប្រទេសមូលធននិយមនានាបានចាប់ផ្តើមផលិតទ្រង់ទ្រាយធំនៃ NMR tomographs វេជ្ជសាស្ត្ររោគវិនិច្ឆ័យជាមួយនឹងមេដែក superconducting ដែលជាទីផ្សារសក្តានុពលដែលត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណនៅជាច្រើន។ ពាន់លានដុល្លារ។
ការរកឃើញនៃ superconductors សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ សីតុណ្ហភាពសំខាន់ដែលលើសពីចំណុចរំពុះនៃអាសូតរាវជាមួយនឹងរឹម ផ្លាស់ប្តូរជាមូលដ្ឋាននូវសូចនាករសេដ្ឋកិច្ចនៃឧបករណ៍ superconducting ចាប់តាំងពីតម្លៃនៃទូរទឹកកក និងតម្លៃនៃការថែរក្សាសីតុណ្ហភាពដែលត្រូវការត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយ 50-100 ដង។ លើសពីនេះទៀតការរកឃើញនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HTSC) បានដកការហាមឃាត់ទ្រឹស្តីលើការបង្កើនសីតុណ្ហភាពសំខាន់បន្ថែមទៀតពី 30 ទៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ ដូច្នេះចាប់តាំងពីការរកឃើញនៃបាតុភូតនេះសីតុណ្ហភាពដ៏សំខាន់ត្រូវបានកើនឡើងពី 30 ទៅ 130 K ។
កម្មវិធីវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេសរបស់រដ្ឋផ្តល់សម្រាប់ការងារជាច្រើន រួមទាំងការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន និងអនុវត្ត សំដៅដោះស្រាយបញ្ហានៃការអនុវត្តបច្ចេកទេសនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
អនុលោមតាមរចនាសម្ព័ន្ធនៃកម្មវិធី វិស័យសំខាន់ៗនៃការងារគឺ៖
1. ការស្រាវជ្រាវអំពីធម្មជាតិ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ HTSC ។
ភារកិច្ចចម្បងនៃទិសដៅនេះគឺការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋានដើម្បីបំភ្លឺយន្តការនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការអភិវឌ្ឍន៍ទ្រឹស្តីនៃ HTSC ព្យាករណ៍ការស្វែងរកសមាសធាតុថ្មីដែលមានប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ខ្ពស់ និងកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យារបស់ពួកគេ។
2. ឥទ្ធិពលនៃកត្តាខាងក្រៅលើទ្រព្យសម្បត្តិនៃសម្ភារៈ HTSC ។
នៅក្នុងតំបន់នេះ ការស្រាវជ្រាវនឹងត្រូវបានអនុវត្តលើឥទ្ធិពលនៃសម្ពាធខ្ពស់ ឥទ្ធិពលមេកានិក និងកម្ដៅ វិទ្យុសកម្មអ៊ីយ៉ូដ វាលអេឡិចត្រូម៉ាញេទិក និងកត្តាខាងក្រៅផ្សេងទៀតលើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈ HTSC និងអនុសាសន៍នឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងលើការបង្កើតសម្ភារៈ HTSC ជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យាដ៏ល្អប្រសើរ។ និងលក្ខណៈបច្ចេកទេស។
3. មូលដ្ឋានវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការទទួលបានសម្ភារៈ HTSC ។
ភារកិច្ចចម្បងនៃការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងតំបន់នេះគឺការអភិវឌ្ឍនៃមូលដ្ឋានគ្រឹះទ្រឹស្តីសម្រាប់ការទទួលបានសម្ភារៈ superconductor សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិដែលបានបញ្ជាក់, ការសំយោគនៃសម្ភារៈថ្មីជាមួយនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រចាំបាច់សម្រាប់ការអនុវត្តបច្ចេកទេស, ការអភិវឌ្ឍនៃបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការទទួលបាន superconductors សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែលបានបញ្ជាក់។ ទម្រង់បច្ចេកទេស។ បញ្ហាសំខាន់ៗនៅក្នុងតំបន់នេះ និងកម្មវិធីទាំងមូលគឺការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលមានបច្ចេកវិទ្យាទំនើប និងស្ថិរភាពដែលសមរម្យសម្រាប់ការអនុវត្តនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបច្ចុប្បន្នទាប និងជាពិសេសធាតុផ្ទុកចរន្តខ្ពស់ក្នុងទម្រង់ជាខ្សែ ខ្សែអាត់។ , ខ្សែ ជាដើម សម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបច្ចុប្បន្នខ្ពស់។
4. កម្មវិធីបច្ចុប្បន្នទាបនៃ HTSC ។
ការបង្កើតផលិតផលបច្ចេកទេសជាក់លាក់ដោយផ្អែកលើសម្ភារៈ HTSC គឺមានភាពប្រាកដនិយមបំផុតក្នុងពេលអនាគតដ៏ខ្លីខាងមុខយ៉ាងជាក់លាក់នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបច្ចុប្បន្នទាប ពោលគឺឧ។ នៅក្នុងមីក្រូអេឡិចត្រូនិច និងកុំព្យូទ័រ។
នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃកម្មវិធី វាត្រូវបានគ្រោងបង្កើត និងធ្វើជាម្ចាស់លើការផលិតសៀរៀលនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកទំនើបចំនួនបីថ្នាក់៖
SQUIDs (ឧបករណ៍ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Josephson junctions) ជាឧបករណ៍រាវរកវាលម៉ាញេទិកខ្សោយសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងវេជ្ជសាស្ត្រ (magnetoencephalography) ភូគព្ភសាស្ត្រ និងភូគព្ភសាស្ត្រ (ការស្វែងរករ៉ែ សិក្សារចនាសម្ព័ន្ធភូមិសាស្ត្រនៃសំបកផែនដី ការព្យាករណ៍ការរញ្ជួយដី) វិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារ
(ការសាកល្បងមិនបំផ្លិចបំផ្លាញសម្ភារសំណង់) ឧបករណ៍យោធា
(ការរកឃើញភាពខុសប្រក្រតីនៃម៉ាញេទិក ជាពិសេស នាវាមុជទឹកជ្រៅ) ការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ ទំនាក់ទំនង និងការរុករក។
ការអភិវឌ្ឍន៍ និងការអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយនៃវិធីសាស្ត្រវាស់ស្ទង់មេដែក SQUID នឹងអនុញ្ញាតឱ្យក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរគុណភាពឧបករណ៍វាស់ជាច្រើនប្រភេទ បង្កើនភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៍ និងភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងរាប់រយដង ឬច្រើនដង នាំមកនូវសមត្ថភាពវាស់វែងនៃជួរដ៏ធំទូលាយមួយ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដល់ដែនកំណត់ទ្រឹស្តី និងនាំយកបច្ចេកវិទ្យាវាស់ស្ទង់ទៅកម្រិតថ្មីប្រកបដោយគុណភាពខ្ពស់បំផុត។
ឧបករណ៍ឌីជីថលអាណាឡូក (ADC) ដោយប្រើល្បឿនលឿនបំផុត (ប្រភាគនៃ picosecond) ប្តូរពី Josephson ទៅរបៀប "Giver" នៃប្រតិបត្តិការ សម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងចុងក្រោយបំផុត ឧបករណ៍កុំព្យូទ័រឌីជីថលសម្រាប់ដំណើរការ និងវិភាគសញ្ញាអាណាឡូក។ល។
ឧបករណ៍ផ្អែកលើឥទ្ធិពលនៃរូបរាងនៃតង់ស្យុងថេរនៅលើប្រសព្វ Josephson នៅពេលដែលសញ្ញាមីក្រូវ៉េវត្រូវបានអនុវត្តទៅវា សម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងប្រព័ន្ធវាស់ស្ទង់ភាពជាក់លាក់ (ឧទាហរណ៍ ឯកសារយោង
វ៉ុលតា) ។
HTSC នឹងស្វែងរកកម្មវិធីធំទូលាយក្នុងកុំព្យូទ័រ។ រួចហើយនៅពេលបច្ចុប្បន្ន គំរូនៃកោសិកាអង្គចងចាំមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង ផលិត និងសាកល្បង ដែលជាធាតុអានអក្សរធំនៅលើខ្សែភាពយន្ត HTSC ជាមួយនឹងការថយចុះនៃការបញ្ចេញថាមពលច្រើន បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងឧបករណ៍បំពងសំឡេង semiconductor readout amplifier ខ្សែទំនាក់ទំនងដែលមានល្បឿនលឿនជ្រុល ដែលនឹង បង្កើនផលិតភាពនៃប្រព័ន្ធ 10-100 ដង។ ការដាក់បញ្ចូល HTSC ទៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រនឹងផ្តល់នូវការកើនឡើងជាច្រើននៅក្នុងល្បឿន និងកម្រិតនៃការរួមបញ្ចូលរបស់វា។ ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរទៅ
ការតភ្ជាប់ HTSC និងការបន្ថយសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការនៃ supercomputers semiconductor នឹងបង្កើនប្រតិបត្តិការរបស់ពួកគេពី 10x9 ទៅ 10x12 ប្រតិបត្តិការ / វិ។
ការរំពឹងទុកយ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ HTSC កំពុងបើកនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាមីក្រូវ៉េវ និងក្នុងការបង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានៃជួរដែលអាចមើលឃើញ និង IR ជាមួយនឹងភាពប្រែប្រួលខ្ពស់។
5. កម្មវិធីបច្ចុប្បន្នខ្ពស់របស់ HTSC ។
ការប្រើប្រាស់ HTSC នៅក្នុងបច្ចេកវិជ្ជាបច្ចុប្បន្នខ្ពស់នឹងមានផលវិបាកសេដ្ឋកិច្ចធ្ងន់ធ្ងរបំផុតសម្រាប់សេដ្ឋកិច្ចជាតិ។
តំបន់នេះរួមបញ្ចូលទាំងការបង្កើតឧបករណ៍ថាមពលអគ្គិសនី និងប្រព័ន្ធដែលបង្កើត បញ្ជូន និងបំប្លែងអគ្គិសនីតាមខ្នាតឧស្សាហកម្ម។ មូលដ្ឋាននៃទិសដៅនេះគឺជាសមត្ថភាពរបស់ superconductors ដើម្បីអនុវត្តដោយមិនបាត់បង់ដង់ស៊ីតេខ្ពស់ (10x9-10x10 A / m2) នៃចរន្តដឹកជញ្ជូននៅក្នុងវាលម៉ាញេទិកខ្លាំងនៅសីតុណ្ហភាពខាងក្រោមសំខាន់។ ទ្រព្យសម្បត្តិរបស់ superconductors នេះធ្វើឱ្យវាអាចបង្កើតឧបករណ៍ថាមពលអគ្គិសនីសម្រាប់គោលបំណងផ្សេងៗជាមួយនឹងលក្ខណៈទម្ងន់ និងទំហំដែលប្រសើរឡើង ខ្ពស់ជាង
ប្រសិទ្ធភាព និងយ៉ាងសំខាន់ (ដប់ដង) កាត់បន្ថយចំណាយប្រតិបត្តិការ។
ដូច្នេះនៅពេលដែលការបញ្ជូនថាមពលលើសពី 20 លាន kW លើចម្ងាយជាង 2000 គីឡូម៉ែត្រត្រូវបានបញ្ជូនតាមរយៈខ្សែថាមពលខ្សែកាប ការថយចុះ 10% នៃការបាត់បង់អគ្គិសនីត្រូវបានរំពឹងទុកដែលស្មើនឹងការសន្សំប្រេងពី 7 ទៅ 10 លានតោន។ ក្នុងឆ្នាំ។ ក្នុងករណីនេះ ការចំណាយកាត់បន្ថយសម្រាប់ខ្សែបញ្ជូនខ្សែ superconducting អាចមិនលើសពីសម្រាប់ខ្សែបញ្ជូនតង់ស្យុងខ្ពស់នៃការរចនាបែបប្រពៃណី។
ម៉ាស៊ីនភ្លើងដែលដំណើរការលឿនបំផុតដែលធ្វើសមកាលកម្មសម្រាប់រោងចក្រថាមពលកម្ដៅ រោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ និងរោងចក្រវារីអគ្គិសនីនឹងមាននៅលើ
ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ 0.5-0.8% និងទម្ងន់ និងវិមាត្រទាបជាង 30%។ វាត្រូវបានគ្រោងនឹងបង្កើតឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលអាំងឌុចទ័្ទខ្ពស់ ដែលបើប្រៀបធៀបជាមួយស្ថានីយ៍ផ្ទុកបូម ដែលជាឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលប្រភេទតែមួយគត់ដែលបានរកឃើញកម្មវិធីឧស្សាហកម្មក្នុងវិស័យថាមពល នឹងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជាងយ៉ាងខ្លាំង (រហូតដល់ 97-98% ។ ជំនួសឱ្យ 70%) ។ នៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃកម្មវិធី វាត្រូវបានគ្រោងនឹងបង្កើតឧបករណ៍អគ្គិសនី និងថាមពលអគ្គិសនីដ៏ធំទូលាយមួយ ខណៈពេលដែលទំហំនៃការសន្សំថាមពលសរុបដោយសារតែការប្រើប្រាស់ដ៏ធំនៃ HTSC នឹងមានភាពអស្ចារ្យ ដែលវានឹងកែប្រែយុទ្ធសាស្រ្តទូលំទូលាយដែលមានស្រាប់។ សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃស្មុគស្មាញឥន្ធនៈនិងថាមពល។
យោងតាមរចនាសម្ព័ននៃកម្មវិធី វាត្រូវបានគ្រោងបង្កើត និងផលិតឧបករណ៍ និងប្រព័ន្ធ superconducting ដែលការបង្កើតមានលក្ខណៈសេដ្ឋកិច្ច និងបច្ចេកទេសដែលអាចធ្វើទៅបានដោយផ្អែកលើមូលដ្ឋាននៃ superconductors helium ប្រពៃណី។
ទាំងនេះគឺជាឧបករណ៍បំបែក superconducting, NMR tomographs, ប្រព័ន្ធម៉ាញេទិកសម្រាប់ការបង្ខាំងប្លាស្មានៅក្នុង TOKOMAK និងឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនភាគល្អិត។ល។
ការបង្កើតប្រព័ន្ធបែបនេះ បន្ថែមពីលើឥទ្ធិពលសេដ្ឋកិច្ចពិតប្រាកដពីការអនុវត្តរបស់ពួកគេ នឹងដាក់មូលដ្ឋានបច្ចេកទេស និងបច្ចេកវិទ្យាចាំបាច់សម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូររហ័សទៅកាន់ HTSC ខណៈដែលឧបករណ៍បញ្ជូន HTSC បច្ចេកវិទ្យាត្រូវបានបង្កើតឡើង។
6. គ្រីស្តាល់។
ដោយហេតុថា ទោះបីជាមានការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃសីតុណ្ហភាពដ៏សំខាន់នៃវត្ថុធាតុ superconducting ថ្មីក៏ដោយ តម្លៃដាច់ខាតរបស់វានៅតែស្ថិតក្នុងកម្រិតនៃសីតុណ្ហភាព cryogenic ផ្នែកសំខាន់មួយនៃការស្រាវជ្រាវ និងការអភិវឌ្ឍន៍គឺការបង្កើតនូវរោងចក្រអាសូតស្វ័យប្រវត្តិដែលសន្សំសំចៃខ្ពស់ ដែលអាចទុកចិត្តបាន និងអាចទុកចិត្តបានក្នុងទូទឹកកក។ ប្រព័ន្ធ cryostatation សម្រាប់ផលិតផល superconducting ជាក់លាក់ ក៏ដូចជាការស្វែងរកវិធីសាស្រ្តថ្មីជាមូលដ្ឋាននៃការទទួលបានត្រជាក់នៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ HTSC ។
វាត្រូវបានរំពឹងទុកដើម្បីបង្កើតប្រព័ន្ធសម្រាប់ការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ និងការត្រួតពិនិត្យប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃឧបករណ៍ cryostatting ។
លើសពីនេះ សម្រាប់ផលិតផល និងប្រព័ន្ធដែលផ្អែកលើ superconductors ប្រពៃណី ការដំឡើង helium ជំនាន់ថ្មីដែលមានសូចនាករបច្ចេកទេស និងសេដ្ឋកិច្ចខ្ពស់ នឹងត្រូវបានបង្កើត និងផលិតឡើង។
7. ការគាំទ្រនៃការងារនៅលើកម្មវិធី HTSC ។
ក្នុងក្របខណ្ឌនៃទិសដៅនេះ វាត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងអនុវត្តការងារជាច្រើនលើការព្យាករណ៍បែបវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេស និងការសិក្សាលទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ HTSC ការអភិវឌ្ឍន៍ និងការអនុវត្តប្រព័ន្ធព័ត៌មានស្វ័យប្រវត្តិ ការបង្កើតមូលដ្ឋានទិន្នន័យនៅលើ HTSC ។
លើសពីនេះ កម្មវិធីទូលំទូលាយនៃការបណ្តុះបណ្តាល និងការបណ្តុះបណ្តាលបុគ្គលិកនៃគុណវុឌ្ឍិផ្សេងៗសម្រាប់ការងារលើមុខវិជ្ជានឹងត្រូវបានអនុវត្ត។
HTSC
លទ្ធភាពសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនៃសម្ភារៈ HTSC នៅតែសន្យាសម្រាប់មីក្រូអេឡិចត្រូនិច ឱសថ ប្រព័ន្ធប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការផលិត ការផ្ទុក និងការបញ្ជូនថាមពល។
ការប្រើប្រាស់ខ្សែភាពយន្តបានធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើតគំរូសាកល្បងនៃប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងជំនាន់ថ្មី (រួមទាំងអេក្រង់អេឡិចត្រូម៉ាញេទិក ម៉ូឌុល អង់តែន កុងតាក់ និងតម្រងសម្រាប់សញ្ញាមីក្រូវ៉េវ និងជីពចរ រចនាសម្ព័ន្ធខ្សែភាពយន្តពហុស្រទាប់ រួមទាំងបន្ថែមលើស្រទាប់ HTSC ស្រទាប់នៃឌីអេឡិចត្រិច។ ferroelectrics, លោហៈធម្មតា), millimeter bolometers, submillimeter and infrared radiation ranges, schematic diagrams of ultra-high-speed computers, sensitive medical tomographs and ultrasensitive devices ដែលអាចឆ្លើយតបបានសូម្បីតែការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស្ថានភាពផ្លូវចិត្តរបស់មនុស្ស (ឧបករណ៍វាស់ដោយប្រើឥទ្ធិពល Josephson )
ក្នុងរយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំនៃអត្ថិភាពនៃ HTSC ចរន្ត និងទំហំនៃខ្សែបូដែលមានលក្ខណៈ superconducting ខ្ពស់បានកើនឡើងដោយលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងនិយាយអំពីលទ្ធភាពជាក់ស្តែងនៃការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៃសម្ភារៈ HTSC ថ្នាក់នេះ រួមទាំងការបង្កើត នៃមេដែកដ៏មានឥទ្ធិពល និងខ្សែនៃការផ្ទេរថាមពលដែលមិនរលាយ។ ខ្សែអាត់ស្រោបប្រាក់អាចត្រូវបានផលិតដោយក្រុមហ៊ុនជាច្រើននៅលើមូលដ្ឋានឧស្សាហកម្មហើយក្នុងបរិមាណ (ច្រើនគីឡូម៉ែត្រ) គ្រប់គ្រាន់សម្រាប់កម្មវិធីដែលត្រូវការភាគច្រើន ហើយដំណើរការនេះនៅតែកំណត់ដោយការចំណាយខ្ពស់របស់ពួកគេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ គម្រោងសាកល្បង និងខ្សែសាកល្បងជាច្រើនបានដំណើរការរួចហើយ។
ការពិសោធលើការហូរចេញពីមនុស្សនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ អាំងឌុចទ័រ ( មន្ទីរពិសោធន៍ស្រាវជ្រាវវត្ថុធាតុកំដៅខ្ពស់ ISTEC ទីក្រុងតូក្យូ ប្រទេសជប៉ុន)
ការរំពឹងទុកសម្រាប់ការប្រើប្រាស់សម្ភារៈ HTSC ដោយផ្អែកលើដំណាក់កាល 123 ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការពិតដែលថាដំណោះស្រាយសំខាន់ៗដែលទទួលបានជោគជ័យបំផុត និងជាក់ស្តែងនៅក្នុងតំបន់នេះអាចត្រូវបានរកឃើញសម្រាប់ផលិតផលភាគច្រើនដែលមានរូបរាងសាមញ្ញសមរម្យ។ ផលិតផលបែបនេះអាចត្រូវបានបែងចែកជាពីរថ្នាក់ធំ ៗ ។ ទីមួយក្នុងចំណោមពួកគេរួមមានគំរូដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការបញ្ចាំងវាលម៉ាញេទិកខាងក្រៅ ឬត្រូវបានរុញចេញដោយវា ដែលអាចត្រូវបានកំណត់ដោយអ្វីដែលគេហៅថាកម្លាំង levitation ដែលអាស្រ័យលើដង់ស៊ីតេនៃចរន្តសំខាន់ intracrystalline ។ ថ្នាក់មួយទៀតត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសម្ភារៈ HTSC ដែលមានតម្លៃខ្ពស់នៃចរន្តដឹកជញ្ជូន (intercrystalline) ។ ការអនុវត្តជាក់ស្តែងដែលរំពឹងទុកនៃសេរ៉ាមិចបែបនេះគឺ៖ (1) មេដែកអចិន្ត្រៃយ៍ជាមួយនឹងលំហូរម៉ាញេទិក "ជាប់គាំង" (2) រថភ្លើងមេដែក (គម្រោង MAGLEV) (3) ឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលមេកានិច (រ៉ូតារី) ដោយផ្អែកលើ flywheels (កង់ហោះ) , (4) សត្វខ្លាឃ្មុំបង្វិលដោយគ្មានកម្លាំងកកិត, (5) ប្រសិទ្ធភាព ម៉ូទ័រសន្សំសំចៃ និងម៉ាស៊ីនភ្លើងដ៏មានឥទ្ធិពល ប្លែង (6) ឧបករណ៍បំបែករ៉ែម៉ាញេទិក (7) ការបញ្ជូនតបញ្ជូនបន្ត កុងទ័រល្បឿនខ្ពស់នៃចរន្តអនុញ្ញាតអតិបរមា (8 ) ឧបករណ៍បញ្ជូនចរន្តដ៏មានអានុភាព (9) tomographs ដែលថ្មីៗនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងសកម្មក្នុងវេជ្ជសាស្ត្រ (10) ប្រព័ន្ធម៉ាញេទិកដ៏មានអានុភាពសម្រាប់ការលាយ thermonuclear ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿនភាគល្អិត (Tokamak ជំនាន់ថ្មី), (11) ម៉ាស៊ីនភ្លើង magnetohydrodynamic ។
ការអនុវត្តជាក់ស្តែងបំផុតនៃគ្រីស្តាល់តែមួយដ៏ធំអាចជាសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាខ្សែភាពយន្តស្តើង និងមីក្រូអេឡិចត្រូនិច។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាត្រូវបានបង្កើតឡើងពីវត្ថុធាតុដែលស្រដៀងគ្នានៅក្នុងសមាសធាតុគីមីទៅនឹងខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលបានដាក់ គ្រីស្តាល់តែមួយគួរតែបង្ហាញភាពមិនស៊ីគ្នាទាបរវាងប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃកោសិកាឯកតា និងខ្សែភាពយន្ត មេគុណពង្រីកកំដៅបិទជិត និងជំរុញការលូតលាស់នៃ epitaxial នៃ ខ្សែភាពយន្ត។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រគ្រីស្តាល់-គីមី និងទែរម៉ូមេកានិកទាំងអស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់អាចត្រូវបានកែតម្រូវយ៉ាងត្រឹមត្រូវដោយប្រើដំណោះស្រាយរឹងជាមួយនឹងការជំនួសផ្សេងៗទាំងនៅក្នុងទីតាំង yttrium និងនៅក្នុងទីតាំង barium ។
ដូច្នេះហើយ ជាលទ្ធផលនៃការស្រាវជ្រាវក្នុងវិស័យ superconductors គីមី បញ្ហាមួយចំនួនធំត្រូវបានដោះស្រាយ ហើយលទ្ធផលដ៏អស្ចារ្យពិតជាត្រូវបានសម្រេច។ នៅក្នុងវេន ការយល់ដឹងយ៉ាងស៊ីជម្រៅអំពីមូលដ្ឋានគ្រឹះរូបវិទ្យានៃដំណើរការដែលកើតឡើងក្នុងការរៀបចំសម្ភារ HTSC ផ្សេងៗ គឺជាមូលហេតុឫសគល់ និងមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃភាពជោគជ័យនេះ ហើយនេះបានពង្រឹងយ៉ាងសំខាន់នូវទ្រឹស្តី និងការអនុវត្តនៃការសំយោគអសរីរាង្គនៃសមាសធាតុអុកស៊ីដស្មុគស្មាញ។ ភាពជាក់លាក់នៃការស្រាវជ្រាវរុស្ស៊ីសម័យទំនើបលើ HTSC គឺជាទម្ងន់ជាក់លាក់ខ្ពស់នៃការស្រាវជ្រាវជាមូលដ្ឋាន ដែលវិទ្យាសាស្ត្រសិក្សារបស់រុស្ស៊ីត្រូវបានអំពាវនាវឱ្យដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ វាគឺជាការសិក្សាទាំងនេះ តាមគំនិតរបស់យើង ដែលនឹងរួមចំណែកដល់ការបង្កើតការអភិវឌ្ឍន៍ក្នុងស្រុកពិតប្រាកដ និងប្រកួតប្រជែង។
ថ្មីៗនេះ បាតុភូតនៃចរន្តកំដៅខ្ពស់ (HTSC) ត្រូវបានអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រចាប់អារម្មណ៍តែប៉ុណ្ណោះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សព្វថ្ងៃនេះ ផលិតផលដែលរកបានផលចំណេញផ្នែកពាណិជ្ជកម្មផ្អែកលើ HTSC រួមទាំងផលិតផលដែលផលិតនៅរុស្ស៊ី កំពុងចូលទៅក្នុងទីផ្សារឧបករណ៍ថាមពលអគ្គិសនី។ HTSC អាចនឹងធ្វើឱ្យមានការទម្លាយនូវបច្ចេកវិទ្យាបញ្ជូនថាមពល។
មិនក្តៅនៅ HTSC ទាំងអស់។
នៅដើមសតវត្សទី 20 វាត្រូវបានគេរកឃើញថាលោហៈនិងយ៉ាន់ស្ព័រមួយចំនួនត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយ superconductivity ពោលគឺសមត្ថភាពក្នុងការមានភាពធន់ទ្រាំសូន្យនៅសីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត (ប្រហែល −270 ° C) ។ អស់រយៈពេលជាយូរមកហើយ superconductors អាចប្រើបានតែនៅសីតុណ្ហភាពនៃអេលីយ៉ូមរាវដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីបង្កើតឧបករណ៍បង្កើនល្បឿន និងអនុភាពម៉ាញេទិករូបសំណាក។
នៅឆ្នាំ 1986 ពួកគេបានរកឃើញ superconductivity នៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 30K ដែលបានទទួលរង្វាន់ណូបែល ហើយនៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ។ វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសម្រេចបាននូវ superconductivity រួចទៅហើយនៅ 138K ហើយសមាសធាតុអុកស៊ីតមិនត្រូវបានប្រើប្រាស់ជា superconductor ទៀតទេ។
សមា្ភារៈសេរ៉ាមិចដែលមានភាពធន់ទ្រាំសូន្យនៅសីតុណ្ហភាពខាងលើសីតុណ្ហភាពនៃអាសូតរាវ (77K) ត្រូវបានគេហៅថា superconductors សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HTSC) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយប្រសិនបើយើងបកប្រែ Kelvin ទៅជាអង្សាសេដែលធ្លាប់ស្គាល់កាន់តែច្រើននោះយើងនឹងយល់ថាយើងកំពុងនិយាយអំពីសីតុណ្ហភាពមិនខ្ពស់ពេកទេដែលនិយាយថាពីលំដាប់ដក 169-200 ° C ។ សូម្បីតែរដូវរងារុស្ស៊ីដ៏អាក្រក់ក៏មិនអាចផ្តល់លក្ខខណ្ឌបែបនេះដែរ។
អ្នកស្រាវជ្រាវត្រូវបានលងដោយគំនិតនៃការស្វែងរកសម្ភារៈដែលអាចឆ្លងកាត់បាន។ ចូលទៅក្នុង superconductingស្ថានភាពនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ (293K) ។ តាមទ្រឹស្តី លទ្ធភាពបែបនេះមាន។ យោងតាមរបាយការណ៍មួយចំនួន លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ superconducting ត្រូវបានគេចោទប្រកាន់ថាបានកត់ត្រាសូម្បីតែនៅក្នុងគ្រាប់ធញ្ញជាតិនីមួយៗនៃ graphite បន្ទាប់ពីដំណើរការពិសេស។ សព្វថ្ងៃនេះ ការស្រាវជ្រាវសម្រាប់ superconductors "សីតុណ្ហភាពបន្ទប់" (RTSC) ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកិច្ចការស្រាវជ្រាវដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងវិស័យណាណូបច្ចេកវិទ្យា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មិនត្រឹមតែការអនុវត្តជាក់ស្តែងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែការបញ្ជាក់ពិសោធន៍ដែលអាចទុកចិត្តបាននៃ QTSC នៅតែជាសំណួរសម្រាប់ថ្ងៃស្អែក។ ឧស្សាហកម្មថាមពលអគ្គីសនីនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះកំពុងគ្រប់គ្រងការប្រើប្រាស់ HTSC ។
គ្រឿងបរិក្ខារដែលមានមូលដ្ឋានលើចរន្តកំដៅខ្ពស់ទាមទារឱ្យត្រជាក់ជាមួយអាសូតរាវ។ យោងតាមអ្នកជំនាញក្នុងឧស្សាហកម្ម វាគឺជាទូរទឹកកកដែលមានតម្លៃថោក និងងាយស្រួលដែលផ្តល់នូវសីតុណ្ហភាព 77K និងអនុញ្ញាតឱ្យមានគម្រោងជាក់ស្តែង។
អត្ថប្រយោជន៍នៃ superconductivity
Superconductivity អាចត្រូវបានប្រើ (ហើយកំពុងត្រូវបានប្រើរួចទៅហើយ) នៅក្នុងវិស័យជាច្រើន។ វាត្រូវបានគេប្រើជាលើកដំបូងដើម្បីបង្កើតមេដែកវាលខ្ពស់។ ដោយមានជំនួយពី superconductors កម្លាំងម៉ាញេទិកអាចសម្រេចបាន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យរថភ្លើងល្បឿនលឿនផ្លាស់ទីបានយ៉ាងរលូន ដោយគ្មានសំលេងរំខាន និងការកកិត។ ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច HTSC សម្រាប់កប៉ាល់កំពុងត្រូវបានបង្កើតឡើង និងឧស្សាហកម្ម,ដែលមានប៉ារ៉ាម៉ែត្រទម្ងន់ និងទំហំទាបជាងយ៉ាងខ្លាំងនៅថាមពលដូចគ្នា។ Superconductivity គឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ពីចំណុចនៃទិដ្ឋភាពនៃមីក្រូអេឡិចត្រូនិច និងបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រ។ superconductors សីតុណ្ហភាពទាប ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍វិភាគវេជ្ជសាស្ត្រ (tomographs) និងសូម្បីតែនៅក្នុងគម្រោងវិទ្យាសាស្ត្រដ៏អស្ចារ្យដូចជា Large Hadron Collider និង International Thermonuclear Reactor ។
superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងក្តីសង្ឃឹមក្នុងការយកឈ្នះលើបញ្ហាថាមពលសកលដែលពាក់ព័ន្ធ ម្យ៉ាងវិញទៀតជាមួយនឹងការកើនឡើងឥតឈប់ឈរនៃការប្រើប្រាស់ថាមពលក្នុងពេលបច្ចុប្បន្ន និងអនាគត ហើយម្យ៉ាងវិញទៀត ជាមួយនឹងតម្រូវការកាត់បន្ថយការបំភាយកាបូនឌីអុកស៊ីតយ៉ាងខ្លាំង ដើម្បីការពារការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។ ជាការពិតណាស់ HTSC នាំមកនូវឧបករណ៍ធម្មតាសម្រាប់ការបង្កើត និងការបញ្ជូនអគ្គិសនី នៅលើគោលការណ៍កម្រិតថ្មីមួយទាក់ទងនឹងប្រសិទ្ធភាព។
មួយនៃការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងបំផុតសម្រាប់ superconductors គឺនៅក្នុងការបញ្ជូនអគ្គិសនី។ ខ្សែ HTSC អាចបញ្ជូនថាមពលដ៏សំខាន់ជាមួយនឹងផ្នែកឆ្លងកាត់អប្បបរមា ពោលគឺពួកគេមានកម្រិតបញ្ជូននៃលំដាប់ខុសពីខ្សែប្រពៃណី។ នៅពេលដែលចរន្តឆ្លងកាត់ superconductor មិនមានកំដៅត្រូវបានបញ្ចេញទេហើយជាក់ស្តែងមិនមានការបាត់បង់ទេ នោះគឺបញ្ហាចម្បងនៃបណ្តាញចែកចាយត្រូវបានដោះស្រាយ។
ម៉ាស៊ីនភ្លើងអរគុណចំពោះ windings superconductingវត្ថុធាតុដែលផ្តល់ដែនម៉ាញេទិកដ៏ធំ កាន់តែមានថាមពលខ្លាំង។ ជាឧទាហរណ៍ Siemens បានបង្កើតម៉ាស៊ីនភ្លើង HTSC ចំនួន 3 ដែលមានសមត្ថភាពរហូតដល់ 4 MW ។ ម៉ាស៊ីននេះមានទម្ងន់ពាក់កណ្តាល និងតិចជាងម៉ាស៊ីនភ្លើងធម្មតាដែលមានថាមពលដូចគ្នា។ ដូចគ្នានេះផងដែរ, ម៉ាស៊ីនភ្លើង HTSC បានបង្ហាញស្ថេរភាពវ៉ុលកាន់តែច្រើននៅពេលដែលបន្ទុកផ្លាស់ប្តូរនិងលក្ខណៈល្អប្រសើរជាងមុននៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការប្រើប្រាស់ថាមពលប្រតិកម្ម។
សព្វថ្ងៃនេះ ពិភពលោកកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងសកម្មនូវទួរប៊ីនខ្យល់ ដោយផ្អែកលើអនុភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ការប្រើប្រាស់របុំ HTSC អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតម៉ាស៊ីនភ្លើង HTSC ដែលមានថាមពល 10 MW ដែលនឹងស្រាលជាងម៉ាស៊ីនធម្មតា 2-4 ដង។
តំបន់ដែលមានជោគជ័យសម្រាប់ការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃ superconductors គឺការផ្ទុកថាមពល ដែលតួនាទីក៏សំខាន់ផងដែរពីទស្សនៈនៃការអភិវឌ្ឍន៍ប្រព័ន្ធថាមពលទំនើបដោយប្រើប្រភពថាមពលកកើតឡើងវិញ។ សូម្បីតែឧបករណ៍អគ្គិសនីដែលធ្លាប់ស្គាល់ ដូចជាឧបករណ៍បំលែងក៏ដោយ ក៏ទទួលបានលក្ខណៈថ្មីប្រកបដោយគុណភាព អរគុណចំពោះ HTSC ។
Superconductivity អនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតឧបករណ៍មិនធម្មតាដូចជាឧបករណ៍កំណត់ចរន្តចរន្តខ្លី ដែលកំណត់ចរន្តដោយស្វ័យប្រវត្តិយ៉ាងពេញលេញនៅពេលចរន្តខ្លី។ និងដោយស្វ័យប្រវត្តិរួមបញ្ចូលនៅពេលដែលសៀគ្វីខ្លីត្រូវបានដកចេញ។
កាសែតជំនាន់ទីពីរ
តើគំនិតដ៏ជោគជ័យមួយណាដែលត្រូវបានអនុវត្តរួចហើយក្នុងការអនុវត្ត ហើយដោយការខិតខំរបស់នរណា? ជាដំបូងគួរកត់សំគាល់ថា អាំងវឺតទ័រដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃជំនាន់ទី 1 និងទី 2 (HTSC-1 និង HTSC-2) បច្ចុប្បន្នមាននៅលើទីផ្សារ។ បើនិយាយពីបរិមាណផលិតផលដែលផលិតរហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន HTSC-1 នៅតែឈ្នះ ប៉ុន្តែសម្រាប់អ្នកជំនាញវាច្បាស់ណាស់ថាអនាគត សម្រាប់ superconductorsជំនាន់ទីពីរ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថានៅក្នុងការរចនានៃ HTSC-2 superconductors ច្រើនជាង 70% ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយម៉ាទ្រីសធ្វើពីប្រាក់។
ក្រុមហ៊ុនរុស្ស៊ីដ៏សំខាន់មួយដែលកំពុងធ្វើការលើប្រធានបទនៃ superconductors ជំនាន់ទីពីរគឺ ZAO SuperOx ។ វាមានប្រភពដើមនៅក្នុងជញ្ជាំងនៃសាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋ Lomonosov Moscow ជាកន្លែងដែលក្រុមវិទ្យាសាស្ត្រនៃមហាវិទ្យាល័យគីមីវិទ្យាធ្វើការលើបច្ចេកវិទ្យានៃការទម្លាក់ខ្សែភាពយន្តស្តើងនៃ superconductors ។ នៅឆ្នាំ 2006 ដោយផ្អែកលើចំណេះដឹងដែលប្រមូលបាន គម្រោងពាណិជ្ជកម្មមួយត្រូវបានចាប់ផ្តើមដើម្បីបង្កើតការផលិតក្នុងស្រុកនៃខ្សែ HTSC នៃជំនាន់ទី 2 ។
ក្នុងឆ្នាំ 2011 វិស័យចំណាប់អារម្មណ៍របស់ SuperOx ត្រូវបានពង្រីកតាមរយៈកិច្ចសហប្រតិបត្តិការជិតស្និទ្ធជាមួយក្រុមហ៊ុនដែលទើបបង្កើតថ្មី SuperOx Japan LLC ។ ខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មសាកល្បងត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលអនុញ្ញាតឱ្យផលិតខ្សែ HTSC ដែលមានចរន្តសំខាន់រហូតដល់ 500 A/cm នៃទទឹង។ ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 2011 មក SuperOx-Innovations ក៏ជាអ្នកស្រុក Skolkovo ផងដែរ ដែលវាធ្វើការស្រាវជ្រាវអនុវត្តក្នុងគោលបំណងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពលក្ខណៈបច្ចេកទេសនៃខ្សែអាត់ HTSC ជំនាន់ទីពីរ និងអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាផ្សេងៗសម្រាប់ការផលិតសម្ភារៈទាំងនេះ។ នៅឆ្នាំ 2013 ការផលិតកាសែត HTSP-2 ត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការនៅ Moscow Technopark "Slava" ។
Vadim Amelichev អ្នកឯកទេសឈានមុខគេនៃ ZAO SuperOx មានប្រសាសន៍ថា "ផលិតផលរបស់យើង ដែលជាខ្សែអាត់ដែលផលិតឡើងខ្ពស់ជំនាន់ទីពីរ គឺជាស្រទាប់ខាងក្រោមធ្វើពីដែកអ៊ីណុកពិសេសដែលធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ដែលមិនបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វា បន្ទាប់ពីខ្សែភាពយន្តស្តើងត្រូវបានអនុវត្ត" ។ - ស្រទាប់ Buffer oxide ត្រូវបានអនុវត្តទៅស្រទាប់ខាងក្រោមដោយប្រើវិធីពិសេស ហើយខ្សែភាពយន្ត gadolinium-barium cuprate ត្រូវបានអនុវត្តជាស្រទាប់មុខងារ។ បន្ទាប់មករចនាសម្ព័ន្ធនេះត្រូវបានគ្របដណ្តប់ដោយស្រទាប់ស្តើងនៃប្រាក់ឬទង់ដែងហើយក្នុងទម្រង់នេះត្រូវបានគេប្រើ នៅក្នុង superconductingឧបករណ៍។
ជាមួយនឹងកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តត្រឹមតែមួយ ឬពីរមីក្រូ សម្ភារៈបែបនេះមានសមត្ថភាពផ្ទុកបច្ចុប្បន្នប្រហែល 500 A ក្នុង 1 mm² នៃផ្នែកឆ្លងកាត់ ពោលគឺច្រើនជាងរាប់រយដងនៃខ្សែស្ពាន់ធម្មតា។ ដូច្នោះហើយកាសែតបែបនេះគឺល្អសម្រាប់កម្មវិធីដែលតម្រូវឱ្យមានចរន្តខ្ពស់។ ខ្សែសម្រាប់ចរន្តខ្ពស់ មេដែកសម្រាប់វាលខ្ពស់ - តំបន់សំខាន់នៃកម្មវិធី។”
SuperOx មានវដ្តផលិតកម្មពេញលេញសម្រាប់កាសែត HTSP-2 ។ ក្នុងឆ្នាំ 2012 ការលក់ផលិតផលប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតនេះបានចាប់ផ្តើម ហើយឥឡូវនេះសម្ភារៈត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់មិនត្រឹមតែទៅកាន់ប្រទេសរុស្ស៊ីប៉ុណ្ណោះទេ។ និងនាំចេញទៅកាន់ប្រទេសចំនួនប្រាំបួន រួមទាំងសហភាពអឺរ៉ុប ជប៉ុន តៃវ៉ាន់ និងនូវែលសេឡង់។
Vadim Amelichev ពន្យល់ថា "មិនមានក្រុមហ៊ុនផលិតកាសែត HTSC-2 ច្រើនទេនៅក្នុងពិភពលោក" ។ - មានក្រុមហ៊ុនអាមេរិកចំនួនពីរ ក្រុមហ៊ុននៅកូរ៉េខាងត្បូង និងជប៉ុន។ នៅអឺរ៉ុប លើកលែងតែយើង គ្មាននរណាម្នាក់ផលិតកាសែតបែបនេះនៅលើខ្នាតឧស្សាហកម្មទេ។ ខ្សែអាត់របស់យើងត្រូវបានសាកល្បងនៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវជាច្រើន ហើយបញ្ជាក់ថាមានការប្រកួតប្រជែង លក្ខណៈរបស់វា "។
អភិវឌ្ឍឧស្សាហកម្មថ្មី។
"ទោះបីជាការពិតដែលថា superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់បានបង្ហាញខ្លួននាពេលថ្មីៗនេះក៏ដោយក៏បញ្ហានៃការអនុវត្តរបស់វានៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាកំពុងត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងយកចិត្តទុកដាក់។ នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍នានានៃពិភពលោក - លោក Viktor Pantsyrny បណ្ឌិតវិទ្យាសាស្ត្របច្ចេកទេស សមាជិកពេញសិទ្ធិនៃ AES នៃសហព័ន្ធរុស្ស៊ី នាយកអភិវឌ្ឍន៍នៃ JSC Russian Superconductor មានប្រសាសន៍ថា - នៅក្នុងប្រទេសរបស់យើងក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃគណៈកម្មាការក្រោមប្រធានសហព័ន្ធរុស្ស៊ី សហព័ន្ធសម្រាប់ទំនើបកម្ម និងបច្ចេកវិទ្យាសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍សេដ្ឋកិច្ចរបស់រុស្ស៊ី គម្រោង "ឧស្សាហកម្មអនុភាព" ត្រូវបានផ្តួចផ្តើមជាផ្នែកមួយនៃគម្រោង "ថាមពលច្នៃប្រឌិត" នៅក្នុងតំបន់អាទិភាព "ប្រសិទ្ធភាពថាមពល" ។
គម្រោងនេះនៅក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្ម superconducting ត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយក្រុមហ៊ុនរុស្ស៊ី Superconductor ដែលបង្កើតឡើងដោយសាជីវកម្មថាមពលអាតូមិករដ្ឋ Rosatom ។ ក្នុងរយៈពេល 5 ឆ្នាំចាប់ពីឆ្នាំ 2011 ដល់ឆ្នាំ 2015 ពួកគេមានគម្រោងបង្កើតបច្ចេកវិទ្យាប្រកួតប្រជែងសម្រាប់ការផលិត superconductors សីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃជំនាន់ទីពីរ ការផលិតសាកល្បងនៃខ្សែអាត់ HTSC-2 ដែលមានប្រវែងវែង (រហូតដល់ 1000 ម៉ែត្រ) និងក៏បង្កើតគំរូដើមផងដែរ។ ឧបករណ៍ដែលមានមូលដ្ឋានលើខ្សែ HTSC-2 សម្រាប់ឧស្សាហកម្មថាមពលអគ្គិសនី។ នេះនិងម៉ាស៊ីនភ្លើងថាមពលខ្ពស់ និងឧបករណ៍កំណត់បច្ចុប្បន្ន (SOT) និងការផ្ទុកថាមពល kinetic (KNE) ក៏ដូចជាចរន្តដ៏មានអានុភាពសម្រាប់ប្រព័ន្ធម៉ាញេទិក ការផ្ទុកថាមពលអាំងឌុចទិត (SPIN) ឧបករណ៍បំលែង ម៉ូទ័រអេឡិចត្រិចដែលមានថាមពលខ្ពស់។
ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 2016 មក វាត្រូវបានគ្រោងនឹងចាប់ផ្តើមការផលិតសៀរៀលនៃខ្សែ HTSC-2 និងឧបករណ៍មួយចំនួនដោយផ្អែកលើពួកវា។ អង្គការប្រហែល 30 ត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងការងារលើគម្រោងនេះ រួមទាំងសាកលវិទ្យាល័យ មជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវផ្នែកសិក្សា និងឧស្សាហកម្ម ការិយាល័យរចនា និងអង្គការឧស្សាហកម្ម ជាពិសេស OJSC VNIINM, OJSC NIIEFA, OJSC NIITFA, OJSC GIREDMET, OJSC "NIFKHI", JSC TVEL, JSC "Tochmash" និងនៅខាងក្រៅវានៅក្នុង NRC "វិទ្យាស្ថាន Kurchatov" ENIN ពួកគេ។ Krzhizhanovsky, FGBOU MAI, NRNU MEPhI, GUAP, JSC ក្រឡាចត្រង្គរុស្ស៊ី, JSC STC FGC UES, JSC SuperOx, JSC VNIIKP, JSC NIIEM, OKB Yakor ជាដើម។
លោក Viktor Pantsyrny ពន្យល់ថា "តាមរចនាសម្ព័ន គម្រោងមានកិច្ចការចំនួន 9 ដែលត្រូវបានអនុវត្តស្របគ្នា។ - ពីឆ្នាំ ២០១១ ដល់ឆ្នាំ ២០១៣ បានគ្រប់គ្រងដើម្បីបង្កើតម៉ូដែលប្រតិបត្តិការក្នុងស្រុកដំបូងគេនៃម៉ាស៊ីន superconducting - ម៉ូទ័រនិងម៉ាស៊ីនភ្លើង 50 kW ឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពល kinetic 0.5 MJ ឧបករណ៍កំណត់ចរន្តខ្លីចរន្ត 3.5 MW សម្រាប់បណ្តាញថាមពល 3.5 kV ឧបករណ៍បំលែងចរន្ត 10 kVA superconducting ចរន្តដឹកនាំ។ សម្រាប់ប្រព័ន្ធម៉ាញេទិក ឆ្លងកាត់ចរន្ត 1500A។
ដូចគ្នានេះផងដែរមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃបច្ចេកវិទ្យានៃការផលិតក្នុងស្រុកទាំងស្រុងនៃខ្សែអាត់ HTSC-2 ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលចាប់ផ្តើមពីវត្ថុធាតុដើមនិងបញ្ចប់ដោយវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងផលិតផលដែលបានបញ្ចប់។ ដំណោះស្រាយបច្ចេកវិជ្ជាសំខាន់ៗត្រូវបានរកឃើញ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចបន្តទៅការបង្កើតគំរូពេញលេញនៃឧបករណ៍ថាមពល។ ដូច្នេះការងារបង្កើតម៉ាស៊ីនកម្លាំង ២០០ គីឡូវ៉ាត់កំពុងត្រូវបានបញ្ចប់»។
ដោយសារតែការប្រើប្រាស់ HTSC-2 windings ម៉ូទ័របែបនេះកំឡុងពេលដំឡើងរបស់វា។ នៅលើឡានអគ្គិសនី(ឡានក្រុងអគ្គិសនី) នឹងបង្កើនចម្ងាយ 15-20% រវាងការបញ្ចូលថ្ម។ ឧបករណ៍កំណត់ចរន្តចរន្តខ្លីដែលមានសមត្ថភាពលើសពី 7 MVA ត្រូវបានផលិត ហើយកំពុងត្រូវបានរៀបចំសម្រាប់ការធ្វើតេស្តនៅក្នុងបណ្តាញដឹកជញ្ជូនផ្លូវដែក។ ការផលិតម៉ាស៊ីនភ្លើងដែលមានសមត្ថភាព 1 MVA ដែលសន្យាថានឹងប្រើប្រាស់ក្នុងរោងចក្រថាមពលខ្យល់ជិតរួចរាល់ហើយ។
ឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពល kinetic កំពុងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយផ្អែកលើបច្ចេកវិទ្យាពិសេសរបស់ Rosatom ជាមួយ superconductingការព្យួរ flywheels ដែលមានសមត្ថភាពថាមពលលើសពី 7 MJ ។ វាគួរតែត្រូវបានគេកត់សម្គាល់ពីការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលអាំងឌុចស្យុងដែលមានសមត្ថភាពបញ្ជូនថាមពលបង្គររហូតដល់ MJ ជាច្រើនក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លីបំផុត។ ការងារលើការបង្កើតឧបករណ៍បំប្លែងចរន្តអគ្គិសនីដែលមានសមត្ថភាព 1000 kVA ក៏ស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលចុងក្រោយដែរ។
“លើសពីនេះទៀត លទ្ធផលដ៏សំខាន់បំផុតនៃគម្រោងនឹងជាការបង្កើតការពិសោធន៍ដ៏មានឥទ្ធិពល និងបច្ចេកវិទ្យាមូលដ្ឋាន ក៏ដូចជាការបង្កើតក្រុមអ្នកឯកទេសដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យា superconducting - បញ្ចប់ Viktor Pantsyrny ។ - នៅឆ្នាំនេះ ខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្ម និងស្រាវជ្រាវដ៏ស្មុគ្រស្មាញសម្រាប់ការផលិតខ្សែអាត់ HTSC-2 superconductors ដោយឡាស៊ែរនឹងត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការនៅវិទ្យាស្ថាន NRC Kurchatov ។ ខ្សែនេះនឹងក្លាយទៅជាឧបករណ៍សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍វិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកវិទ្យានៃសម្ភារៈ HTSC ដោយប្រើប្រាស់ដល់កម្រិតអតិបរមានូវហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធវិទ្យាសាស្ត្រដ៏មានឥទ្ធិពលនៃមជ្ឈមណ្ឌល Kurchatov NBICS ។ នេះនឹងធ្វើឱ្យវាអាចអភិវឌ្ឍយ៉ាងខ្លាំងក្លានូវវិស័យបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ដ៏ជោគជ័យមួយ ដែលឈានមុខគេ ដល់ការធ្វើពាណិជ្ជកម្មបច្ចេកវិទ្យា superconducting "។
ខ្សែ AC
វាមិនអាចទៅរួចទេដែលមិននិយាយអំពីគម្រោងរបស់រុស្ស៊ីដើម្បីបង្កើតខ្សែ superconducting ប្រវែង 200 ម៉ែត្រ។ JSC "ថាមពលវិទ្យាស្ថាន ពួកគេ។ G.M. Krzhizhanovsky "(ENIN), OJSC រុស្ស៊ីទាំងអស់។វិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវនៃឧស្សាហកម្មខ្សែកាប "(VNIIKP) វិទ្យាស្ថានអាកាសចរណ៍ម៉ូស្គូ និង JSC "មជ្ឈមណ្ឌលវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេសនៃឧស្សាហកម្មថាមពលអគ្គិសនី"។ ការអភិវឌ្ឍន៍បានចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 2005 ក្នុងឆ្នាំ 2009 គំរូមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលបានឆ្លងកាត់ការសាកល្បងដោយជោគជ័យនៅឯកន្លែងសាកល្បងតែមួយគត់ដែលបានបង្កើតជាពិសេស។
គុណសម្បត្តិចម្បងនៃខ្សែ HTSC គឺការផ្ទុកចរន្តខ្ពស់ ការខាតបង់ទាប ភាពស្និទ្ធស្នាលបរិស្ថាន និងសុវត្ថិភាពអគ្គីភ័យ។ លើសពីនេះទៀតនៅពេលបញ្ជូនថាមពលខ្ពស់តាមរយៈខ្សែបែបនេះនៅវ៉ុល 10-20 kV ស្ថានីយ៍រងមធ្យមមិនត្រូវបានទាមទារទេ។
ខ្សែ HTSC គឺជារចនាសម្ព័ន្ធពហុស្រទាប់ស្មុគស្មាញ។ ការគាំទ្រកណ្តាលគឺជាវង់ដែកអ៊ីណុកដែលព័ទ្ធជុំវិញដោយបាច់នៃខ្សែស្ពាន់និងដែកអ៊ីណុករុំដោយកាសែតស្ពាន់។ ស្រទាប់ពីរនៃកាសែត superconducting ត្រូវបានដាក់នៅលើកំពូលនៃធាតុកណ្តាលហើយអ៊ីសូឡង់វ៉ុលខ្ពស់ត្រូវបានដាក់នៅលើកំពូល។ នេះត្រូវបានបន្តដោយការដាក់អេក្រង់ superconducting ស្រទាប់នៃកាសែតស្ពាន់ដែលអាចបត់បែនបាន រុំដោយកាសែតដែកអ៊ីណុក។ ស្នូលនីមួយៗនៃខ្សែត្រូវបានទាញចូលទៅក្នុង cryostat ដែលអាចបត់បែនបានរបស់វាដែលមានប្រវែង 200 ម៉ែត្រ។
ការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធពហុសមាសភាគនេះមានភាពស្មុគស្មាញដោយការពិតដែលថាកាសែត HTSC មានភាពរសើបខ្លាំង។ ប្រតិបត្តិការបច្ចេកវិទ្យាភាគច្រើនត្រូវបានអនុវត្តដោយផ្អែកលើ JSC VNIIKP ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយសម្រាប់ការផលិតអ៊ីសូឡង់វ៉ុលខ្ពស់ខ្សែត្រូវបាននាំយកទៅទីក្រុង Perm ទៅរោងចក្រខ្សែ Kamsky ។
លោក Alexander Azanov អនុប្រធានបច្ចេកទេសនៅ Kamsky Cable LLC មានប្រសាសន៍ថា "សម្រាប់ខ្សែ HTSC យើងបានអនុវត្តប្រតិបត្តិការនៃការដាក់អ៊ីសូឡង់ក្រដាស" ។ - យើងបានប្រើឧបករណ៍ពិសេសដែលពីមុនត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការផលិតខ្សែដែលបំពេញដោយប្រេងវ៉ុលខ្ពស់។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលពួកគេមិនសន្សំធនធានសម្រាប់ការចែកចាយផលិតផលពាក់កណ្តាលសម្រេចពីទីក្រុងម៉ូស្គូទៅ Perm និងត្រឡប់មកវិញ។ ហើយខ្ញុំគិតថាសម្រាប់ពេលបច្ចុប្បន្នសម្រាប់ការផលិតខ្សែពិសេសបែបនេះ គួរតែប្រើឧបករណ៍ពិសេសដែលបានដំឡើងនៅរោងចក្រផ្សេងៗគ្នា ជាជាងរៀបចំការផលិតនៅកន្លែងតែមួយ។
នៅពេលអនាគតដ៏ខ្លីនេះ ការរៀបចំការផលិតខ្សែនេះនៅរោងចក្ររបស់យើង ឬរោងចក្រផ្សេងទៀតទំនងជាមិនអាចទៅរួចនោះទេ ចាប់តាំងពីការដំឡើងខ្សែ។ ជាមួយ superconductorsវាត្រូវបានផលិតយ៉ាងកម្រនិងមានប្រវែងតូចបំផុត (មិនលើសពី 1 គីឡូម៉ែត្រ) ។ ហេតុផលចម្បងសម្រាប់នេះគឺតម្លៃនៃខ្សែ HTSC និងការថែទាំរបស់ពួកគេ (វាចាំបាច់ក្នុងការបូមអាសូតរាវជានិច្ចតាមរយៈខ្សែ) ។
ខ្សែ DC
រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្នការអភិវឌ្ឍន៍នៅក្នុងវិស័យខ្សែ HTSC កំពុងបន្ត។ JSC FGC UES និង JSC STC FGC UES អនុវត្តការងារស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍រួមគ្នា "ការបង្កើតខ្សែបណ្តាញខ្សែចរន្តផ្ទាល់ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់សម្រាប់តង់ស្យុង 20 kV ជាមួយនឹងចរន្ត 2500 A និងប្រវែងរហូតដល់ 2500 ម៉ែត្រ" ។ គំរូដំបូងនៃប្រព័ន្ធបញ្ជូនថាមពលប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតនាពេលអនាគត - ផ្នែកខ្សែ HTSC bipolar ប្រវែង 30 ម៉ែត្រពីរដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅមជ្ឈមណ្ឌលវិទ្យាសាស្ត្រនិងបច្ចេកទេស FGC UES និងផលិតនៅរោងចក្រ Irkutskkabel បានឆ្លងកាត់ចរន្តដោយជោគជ័យ។ និងវ៉ុលខ្ពស់។ការធ្វើតេស្តក្នុងឆ្នាំ 2013
នៅក្នុងខែវិច្ឆិកា 2014 សំណុំនៃឧបករណ៍បំប្លែងសម្រាប់ការបញ្ជូនថាមពលប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតដែលមានសមត្ថភាព 50 MW ត្រូវបានសាកល្បង។ ការប្រើប្រាស់ខ្សែ superconducting ប្រវែងរាប់រយម៉ែត្រ។ ការប្រើប្រាស់ខ្សែ HTSC សម្រាប់ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលនៃទីក្រុងធំនឹងធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីសម្រេចបាននូវការកាត់បន្ថយនៅក្នុងតំបន់នៃការបែងចែកដី, ដើម្បីបដិសេធ ពីសំណង់ខ្សែលើសនិងកាត់បន្ថយការខាតបង់អគ្គិសនី។
STC FGC UES កត់សម្គាល់ថាខ្សែ DC ដែលមានមូលដ្ឋានលើ HTSC មានគុណសម្បត្តិមួយចំនួនលើខ្សែ AC ។ វាមិនត្រឹមតែអនុញ្ញាតឱ្យថាមពលត្រូវបានបញ្ជូនជាមួយនឹងការខាតបង់តិចតួចប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងកំណត់ចរន្តខ្លីៗ គ្រប់គ្រងថាមពលប្រតិកម្ម គ្រប់គ្រងលំហូរថាមពល និងធានាការបញ្ច្រាសរបស់វា។
Vitaly Vysotsky, បណ្ឌិតវិទ្យាសាស្ត្របច្ចេកទេស, អ្នកសិក្សានៃបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ី, នាយកនៃទិសដៅវិទ្យាសាស្ត្រ - និយាយថា "វាជារឿងល្អណាស់ដែលដឹងថាអ្នកអភិវឌ្ឍន៍រុស្ស៊ីនៃខ្សែ HTSC គឺនៅជួរមុខ" ។ នាយកដ្ឋាននៃ superconducting ខ្សែនិងខ្សែនៃ JSC "VNIIKP" ។ - ឧទាហរណ៍ ខ្សែប្រវែង 200 ម៉ែត្រ គឺជាខ្សែធំបំផុតនៅអឺរ៉ុបក្នុងឆ្នាំ 2009-2013 ហើយមានតែនៅក្នុងឆ្នាំ 2014 ប៉ុណ្ណោះដែលខ្សែប្រវែង 1 គីឡូម៉ែត្រត្រូវបានដំឡើងនៅក្នុងប្រទេសអាល្លឺម៉ង់។ ប៉ុន្តែសូម្បីតែកំណត់ត្រានេះនឹងត្រូវបានបំបែកជាមួយនឹងការសាកល្បងខ្សែប្រវែង ២,៥ គីឡូម៉ែត្រសម្រាប់ទីក្រុង St. Petersburg»។
ពីការគាំទ្ររបស់រដ្ឋាភិបាលដល់ការវិនិយោគឯកជន
អ្នកជំនាញព្យាករណ៍ពីការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងសកម្មនៃពិភពលោក និងទីផ្សារ superconductor របស់រុស្ស៊ី។ ដូច្នេះ Andrey Vavilov ប្រធានក្រុមប្រឹក្សាភិបាលនៃ CJSC SuperOx កត់សម្គាល់ថាបរិមាណនៃទីផ្សារ HTSC ពិភពលោកកើនឡើងទ្វេដងជារៀងរាល់ឆ្នាំហើយនៅឆ្នាំ 2017 នឹងឈានដល់ 1 ពាន់លានដុល្លារខណៈពេលដែលចំណែកនៃសហព័ន្ធរុស្ស៊ីនៅក្នុងទីផ្សារពិភពលោកអាចត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណ។ នៅប្រហែល 10% ។
លោក Vitaly Vysotsky ប្រាកដក្នុងចិត្តថា "ទីផ្សារសម្រាប់ superconductivity សម្រាប់ឧស្សាហកម្មថាមពលអគ្គិសនីត្រូវតែអភិវឌ្ឍ ដោយសារដង់ស៊ីតេនៃការប្រើប្រាស់ថាមពលកំពុងកើនឡើងឥតឈប់ឈរ ហើយបើគ្មាន superconductivity វាមិនអាចទៅរួចទេដើម្បីគាំទ្រតម្រូវការដែលកំពុងកើនឡើង" Vitaly Vysotsky ។ - ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិស្វករថាមពលគឺមានការអភិរក្សយ៉ាងខ្លាំងទាក់ទងនឹងអ្វីៗដែលថ្មី និងសូម្បីតែ និងថ្លៃ។ដូច្នេះហើយ សម្រាប់ពេលនេះ ភារកិច្ចចម្បងនៅតែជាការផ្សព្វផ្សាយគម្រោងថ្មីៗ ដោយមានការគាំទ្រពីអង្គការរដ្ឋ។ នេះនឹងបង្ហាញពីភាពជឿជាក់ និងប្រសិទ្ធភាពនៃឧបករណ៍ superconducting ។ ការលេចចេញនូវគម្រោងថ្មីនឹងបង្កឱ្យមានតម្រូវការសម្រាប់ការផលិតខ្សែអាត់ HTSC ការកើនឡើងនៃទិន្នផលរបស់ពួកគេ និងការធ្លាក់ចុះនៃតម្លៃ ដែលជាថ្មីម្តងទៀតនឹងជួយដល់ការអភិវឌ្ឍន៍ទីផ្សារ»។
“នៅដំណាក់កាលនេះ ដំណោះស្រាយដ៏ទូលំទូលាយសម្រាប់កិច្ចការទាំងអស់គឺមិនអាចទៅរួចទេបើគ្មានជំនួយពីរដ្ឋាភិបាលគ្រប់ជ្រុងជ្រោយ ប៉ុន្តែភាពទាក់ទាញនៃការវិនិយោគនៃបច្ចេកវិទ្យា HTSC កំពុងតែកើនឡើងជារៀងរាល់ឆ្នាំ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យយើងរំពឹងទុកជាមួយនឹងកម្រិតនៃទំនុកចិត្តខ្ពស់ លំហូរនៃការវិនិយោគឯកជននៅក្នុងវាបន្ថែមទៀត។ ការអភិវឌ្ឍន៍ពាណិជ្ជកម្ម” យល់ស្របជាមួយសហសេវិករបស់គាត់ Viktor Pantsyrny ។
អ្នកជំនាញមានសេចក្តីសោមនស្សរីករាយដែលជាទូទៅនៅកម្រិតរដ្ឋមានការយល់ដឹងអំពីសារៈសំខាន់នៃបច្ចេកវិជ្ជាទំនើបកម្ម។
“ការអភិវឌ្ឍន៍នៃឧស្សាហកម្ម superconducting គឺមានសារៈសំខាន់ជាតិ និងជាផ្នែកសំខាន់នៃការផ្លាស់ប្តូរ ទៅជាការច្នៃប្រឌិតផ្លូវនៃការអភិវឌ្ឍន៍សេដ្ឋកិច្ចរបស់ប្រទេស។ នេះត្រូវបានថ្លែងនាពេលថ្មីៗនេះនៅក្នុងកិច្ចប្រជុំពង្រីកនៃក្រុមប្រឹក្សាពិគ្រោះយោបល់ក្រោមប្រធានគណៈកម្មាធិការរដ្ឋឌូម៉ាស្តីពីថាមពលនៃសភាសហព័ន្ធនៃសហព័ន្ធរុស្ស៊ីដែលជាពិសេសវាត្រូវបានគេកត់សម្គាល់ថាដើម្បីធានាឯករាជ្យភាពសេដ្ឋកិច្ចនិងនយោបាយរបស់ ប្រទេសរុស្ស៊ី វាជាយុទ្ធសាស្ត្រចាំបាច់ដើម្បីឱ្យមានផលិតកម្មក្នុងស្រុកទាប និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។សមា្ភារៈ superconducting ឧបករណ៍ superconducting និងផលិតផលដែលមានមូលដ្ឋានលើពួកគេ "- Viktor Pantsyrny និយាយថា។
ផែនការសម្រាប់អនាគត
យើងបានសួរអ្នកជំនាញឱ្យវាយតម្លៃថាតើផ្នែកណាខ្លះនៃការអនុវត្តនៃ superconductivity តាមគំនិតរបស់ពួកគេគឺជោគជ័យបំផុត និងកន្លែងដែលការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាពាណិជ្ជកម្មអាចត្រូវបានគេរំពឹងទុកនៅក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំខាងមុខនេះ។
"ដូចនៅទូទាំងពិភពលោកដែរ នៅប្រទេសរុស្ស៊ីសព្វថ្ងៃនេះ គម្រោងទំនើបបំផុតនៃខ្សែដែលដំណើរការលឿនបំផុត។ ពួកគេត្រូវតែ ហើយយើងសង្ឃឹមថានឹងអភិវឌ្ឍ» Vitaly Vysotsky និយាយ។ - ខ្សែកាប Superconducting ដែលមានមូលដ្ឋានលើ HTSC គឺជាផលិតផលពាណិជ្ជកម្មសុទ្ធសាធរួចទៅហើយ ទោះបីជានៅតែមានតម្លៃថ្លៃក៏ដោយ។ វានឹងមានតម្លៃថោកជាងនៅពេលដែលការណែនាំដ៏ទូលំទូលាយរបស់វាចាប់ផ្តើម ហើយចំនួនដ៏ច្រើននៃកាសែត HTSC ត្រូវបានទាមទារ ដែលនឹងកាត់បន្ថយការចំណាយ ផលិតកម្មរបស់ពួកគេ។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយតាមគំនិតរបស់ខ្ញុំគឺចាំបាច់បំផុត។ និងនៅក្នុងតម្រូវការសម្រាប់ឧស្សាហកម្មថាមពលអគ្គិសនីកំពុងប្រើឧបករណ៍កំណត់ចរន្តសៀគ្វីខ្លីលើសកម្រិតសម្រាប់កម្រិតវ៉ុលចាប់ពី 100 kV ឡើងទៅ។ ឧបករណ៍ធម្មតានៃថ្នាក់វ៉ុលនេះមិនមានទេ ហើយការបញ្ជូនចរន្តខ្លាំងគឺមិនអាចខ្វះបាននៅទីនេះ។ គម្រោងបែបនេះកំពុងត្រូវបានពិភាក្សារួចហើយនៅក្នុងប្រទេសរបស់យើង។ លើសពីនេះទៀតនៅក្នុងគំនិតរបស់ខ្ញុំម៉ាស៊ីន HTSC សម្រាប់ទួរប៊ីនខ្យល់មានការរំពឹងទុកល្អ។ ពួកគេសន្យាថានឹងមានការកាត់បន្ថយទម្ងន់ម៉ាស៊ីនតែមួយយ៉ាងសំខាន់ និងការបង្កើនថាមពលឯកតា»។
លោក Andrey Vavilov មានប្រសាសន៍ថា “សព្វថ្ងៃនេះ កត្តាជំរុញនៃការអភិវឌ្ឍន៍ទីផ្សារសម្រាប់ផលិតផល superconducting គឺឧស្សាហកម្មថាមពលអគ្គិសនី (ខ្សែថាមពល និងឧបករណ៍កំណត់បច្ចុប្បន្ន)”។ ប៉ុន្តែឧស្សាហកម្មមួយចំនួនផ្សេងទៀតក៏មានសក្ដានុពលសំខាន់ដែរ។ ជាឧទាហរណ៍ សព្វថ្ងៃនេះជម្រើសសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ខ្សែ HTSC កំពុងត្រូវបានបង្កើតឡើងជាការជំនួសដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ superconductors សីតុណ្ហភាពទាបនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបង្កើនល្បឿនដែលប្រើសម្រាប់វិទ្យាសាស្ត្រ ការផលិតអ៊ីសូតូប និងថ្នាំពេទ្យ។ រុស្ស៊ីមានផែនការធំក្នុងតំបន់នេះ ជាពិសេសសម្រាប់ការសាងសង់យន្តហោះបុកទំនើប NICA នៅទីក្រុង Dubna។
ការបង្កើតម៉ាស៊ីនបង្វិលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពជាមួយនឹងលក្ខណៈទាក់ទាញពិសេស ម៉ាស់ និងទម្ងន់ទាបមានសក្តានុពលដ៏អស្ចារ្យ។ ម៉ាស៊ីនបែបនេះគឺស្ថិតនៅក្នុងតម្រូវការជាចម្បងសម្រាប់ការជំរុញនៃកប៉ាល់ធំ ហើយម៉ាស៊ីនភ្លើងអាចត្រូវបានប្រើ នៅក្នុងការកកើតឡើងវិញថាមពល។
បាតុភូតនៃ levitation ម៉ាញេទិក បើកទស្សនៈថ្មីទាំងស្រុងនៅថ្ងៃនេះ។ ទាំងនេះមិនត្រឹមតែជាប្រព័ន្ធដឹកជញ្ជូនប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងឧបករណ៍បំភ្លៃមិនទាក់ទង ក៏ដូចជាឧបករណ៍ប្រើប្រាស់បានយូរជាមួយនឹងកម្មវិធីដ៏ធំទូលាយ»។
"ការអភិវឌ្ឍន៍បន្ថែមទៀតនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់នឹងមានឥទ្ធិពលពហុបញ្ចេញសម្លេងមិនត្រឹមតែប៉ុណ្ណោះ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មអគ្គិសនី,ប៉ុន្តែក៏មាននៅក្នុងឧស្សាហកម្មផ្សេងទៀតដូចជា អវកាស អាកាសចរណ៍ សមុទ្រ យានយន្ត និងផ្លូវដែកការដឹកជញ្ជូន វិស្វកម្មមេកានិក លោហធាតុ អេឡិចត្រូនិច ឱសថ បច្ចេកវិទ្យាបង្កើនល្បឿន។ បច្ចេកវិទ្យា superconductivity ក៏មានសារៈសំខាន់ផងដែរសម្រាប់ការពង្រឹងសមត្ថភាពការពាររបស់ប្រទេសនេះ” Viktor Pantsyrny ជឿជាក់។
សរុបមក ការអភិវឌ្ឍន៍បន្ថែមទៀតនៃបច្ចេកវិទ្យាដោយផ្អែកលើ superconductivity បើកឱកាសដ៏ធំសម្រាប់មនុស្សជាតិ និងសូម្បីតែនាពេលអនាគតដ៏ខ្លីខាងមុខ។
អ្នករូបវិទ្យាបានទទួលជោគជ័យក្នុងការសំយោគប្រភេទ superconductor ថ្មីជាមួយនឹងរូបមន្តគីមីទូទៅ ReFeAsO (ដែល Re តំណាងឱ្យលោហៈធាតុកម្រណាមួយ៖ Sm - samarium, Nd - neodymium, Pr - praseodymium, Ce - cerium, La - lanthanum) ។ សារធាតុទាំងនេះមានសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរខ្ពស់ដែលមិននឹកស្មានដល់ទៅស្ថានភាពនៃចរន្តបញ្ជូនបន្តបន្ទាប់បន្សំ រហូតដល់ 55 ខេ។ ស្ទើរតែទាំងអស់ដែលបានរកឃើញពីមុន សារធាតុ superconductors សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HTSC) រួមមានអុកស៊ីដទង់ដែង។ ថ្នាក់ធំទូលាយនៃ HTSCs ដែលមិនភ្ជាប់គ្នាដែលទទួលបានជាលើកដំបូងផ្តល់ក្តីសង្ឃឹមថាការពន្យល់ទ្រឹស្តីនៃបាតុភូតនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅទីបំផុតនឹងត្រូវបានរកឃើញ ហើយក៏បើកលទ្ធភាពថ្មីនៅលើវិធីដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរទៅ superconductivity ។ រដ្ឋ។
superconductivity គឺជាបាតុភូតនៃអវត្តមានពេញលេញនៃភាពធន់នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីហូរ ក៏ដូចជា diamagnetism ដ៏ល្អ (នោះគឺ "រុញ" វាលម៉ាញេទិកចេញពីគំរូ: វាលម៉ាញេទិកមិនជ្រាបចូលជ្រៅទៅក្នុងសម្ភារៈទេ)។
ដ្យាក្រាមដ៏ល្អនៃ superconductor អាចត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថា ចរន្តបន្តមួយចាប់ផ្តើមហូរលើផ្ទៃគំរូ ដែលជាវាលម៉ាញេទិកដែលផ្តល់សំណងទាំងស្រុងសម្រាប់ដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅ។ ដង់ស៊ីតេនៃចរន្តបន្តដែលត្រួតពិនិត្យដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយនឹងចម្ងាយពីផ្ទៃទៅខាងក្នុងនៃ superconductor ។ ដូច្នោះហើយ នៅក្នុងតំបន់នេះ ដែនម៉ាញេទិចខាងក្រៅថយចុះពីតម្លៃជាក់លាក់មួយនៅផ្ទៃទៅសូន្យក្នុងជម្រៅ។ បាតុភូតដែលបានពិពណ៌នាត្រូវបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1933 ដោយរូបវិទូអាល្លឺម៉ង់ Walter Meissner និង Robert Ochsenfeld ហើយត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពល Meissner-Ochsenfeld ។ វាត្រូវបានទទួលយកជាទូទៅថារដ្ឋមួយកំពុងដំណើរការ superconducting ប្រសិនបើវាបំពេញតម្រូវការពីរ: អវត្ដមាននៃភាពធន់ទ្រាំនិងការបណ្តេញដែនម៉ាញេទិកចេញពីគំរូ (ឥទ្ធិពល Meissner-Oxenfeld) ។
ដោយគ្មានការសង្ស័យ ភារកិច្ចចម្បងរបស់អ្នកបច្ចេកទេស - អ្នកឯកទេសក្នុងការអនុវត្ត superconductivity គឺដើម្បីបង្កើត superconductor ជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ដ៏សំខាន់ ( ធី គ) ជាការពិតណាស់ វាជាការលំបាកក្នុងការស្វែងរកសម្ភារៈបែបនេះដោយចៃដន្យ ដូច្នេះអ្នករូបវិទ្យាមករកជំនួយពីអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ ដែលតាមគំរូរបស់ពួកគេព្យាយាមចង្អុលបង្ហាញទិសដៅនៃការស្វែងរក។ ទោះបីជាដូចដែលប្រវតិ្តសាស្រ្តបង្ហាញក៏ដោយ នៅក្នុងករណីនៃ superconductivity ផ្ទុយទៅវិញដំណើរការផ្ទុយគ្នាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ - អ្នកបច្ចេកទេសរកឃើញ HTSC អ្នកទ្រឹស្តីកំពុងបង្កើតគំរូមួយ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើទ្រឹស្តីនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនោះ ការស្វែងរកសារធាតុដែលមានបន្ទប់ ធី គប្រាកដជានឹងកាន់តែងាយស្រួល។
ទ្រឹស្ដីដំបូងដែលពិពណ៌នាយ៉ាងគាប់ចិត្តអំពីបាតុភូតនៃអនុភាពគឺ ទ្រឹស្តី Bardeen-Cooper-Schrieffer (ទ្រឹស្តី BCS)។ នេះគឺជាទ្រឹស្តីនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពទាប។ ខ្លឹមសាររបស់វាមានដូចខាងក្រោម៖ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងរូបធាតុ តាមរយៈអន្តរកម្មជាមួយនឹងការរំញ័រនៃបន្ទះគ្រីស្តាល់នៃវត្ថុធាតុ (phonons) បញ្ចូលគ្នាជាគូ ហៅថា Cooper ហើយមានឥរិយាបទដូចជា "សារពាង្គកាយ" តែមួយដែលមានវិមាត្រអាតូមដ៏ធំសម្បើម។ ជាលទ្ធផលប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃគូ Cooper "មិនកត់សំគាល់" ឧបសគ្គទេព្រោះវាហូរតាមសម្ភារៈ (នោះគឺវាមានភាពធន់ទ្រាំសូន្យ) ។
នៅពេលដែលនៅឆ្នាំ 1986 Johannes Bednorz និង Karl Müller បុគ្គលិកនៃសាខា Zurich នៃសាជីវកម្ម IBM បានរកឃើញសមត្ថភាពនៃសេរ៉ាមិចដោយផ្អែកលើទង់ដែង lanthanum និង barium oxide (La 2-x Ba x CuO 4) នៅ 30 K ដើម្បីចូលទៅក្នុង ស្ថានភាព superconductivity នេះគឺជាដំណាក់កាលដំបូងនៅក្នុងផ្លូវទៅកាន់ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ចាប់តាំងពីពេលនោះមក សារធាតុ HTSC ជាច្រើនទៀតត្រូវបានរកឃើញ។ លើសពីនេះទៅទៀត ចាប់តាំងពីពេលនោះមក សីតុណ្ហភាពដ៏សំខាន់ត្រូវបានកើនឡើងច្រើនជាង 5 ដង (សូមមើលរូបភាពទី 1) ប៉ុន្តែរហូតមកដល់ពេលនេះ វាមិនអាចបង្កើតគំរូទ្រឹស្តីដែលពិពណ៌នាយ៉ាងល្អអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិដែលបានសង្កេតរបស់ HTSCs នោះទេ។
ការប៉ុនប៉ងដើម្បីអនុវត្តទ្រឹស្ដី BCS ដើម្បីពន្យល់ពីភាពធន់ខ្ពស់នៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មិនបានទទួលជោគជ័យឡើយ។ នៅពេលបច្ចុប្បន្ននេះ មានជាងដប់គំរូនៃវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗគ្នា ដែលនីមួយៗផ្តល់នូវការព្យាករណ៍ត្រឹមត្រូវមួយចំនួនដាច់ដោយឡែកពីគ្នា។ វាជាការសំខាន់ក្នុងការកត់សម្គាល់ថា ដូចដែលអាចមើលឃើញពីក្រាហ្វក្នុងរូបភាពទី 1 សមាសធាតុនៃសារធាតុទាំងអស់ដែលបានបើកបន្ទាប់ពី La 2-x Ba x CuO 4 ជាមួយនឹងកម្រិតខ្ពស់។ ធី គអុកស៊ីដទង់ដែងត្រូវបានរួមបញ្ចូលស្ទើរតែមិនផ្លាស់ប្តូរ (ករណីលើកលែងមួយគឺម៉ាញ៉េស្យូម diboride ដែលបានរៀបរាប់ខាងក្រោម MgB 2) - ភាគច្រើននៃម៉ូដែលខាងលើនៃ superconductivity សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ប្រើការពិតនេះ។ ដូច្នេះវាមិនគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលទេដែលរបាយការណ៍ដែលបានបង្ហាញខ្លួននៅនិទាឃរដូវនេះអំពីថ្នាក់ទាំងមូលនៃ HTSCs ដែលមិនផ្អែកលើអុកស៊ីដទង់ដែងបានចាប់អារម្មណ៍សហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រដោយសង្ឃឹមថានឹងឃើញការរីកចម្រើននៅក្នុងបញ្ហានៃ "បន្ទប់" superconductivity ។
រហូតមកដល់ពេលនេះម៉ាញ៉េស្យូម diboride មានសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរខ្ពស់បំផុត (39 K) ក្នុងចំណោម HTSCs ដែលមិនបិទ។ MgB២. superconductivity នៅក្នុងវាត្រូវបានរកឃើញក្នុងឆ្នាំ 2001 ហើយដូចដែលវាបានប្រែក្លាយវាមានលក្ខណៈពិសេសគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍របស់វា: សីតុណ្ហភាពដ៏សំខាន់បែបនេះត្រូវបានសម្រេចដោយសារតែអត្ថិភាពនៃពីរ (!) "ប្រភេទ" នៃគូ Cooper នៅក្នុងវាដែលមានអន្តរកម្មជាមួយនីមួយៗ។ ផ្សេងទៀត បង្កើនសីតុណ្ហភាពសំខាន់។
សារដំបូងអំពីការរកឃើញនៃ HTSC ដែលបិទជិតហៅថា Iron-Based Layered Superconductor LaFeAs (x = 0.05-0.12) ជាមួយ Tc = 26 K (សន្ទស្សន៍ x បង្ហាញពីសមាមាត្រដែលអាតូមអុកស៊ីសែនត្រូវបានជំនួសដោយអាតូម fluorine - ដូចដែលអ្នករូបវិទ្យានិយាយ។ កម្រិតនៃសារធាតុ doping) បានមកពីវិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យាតូក្យូ ដែលជាកន្លែងដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមួយក្រុមដឹកនាំដោយ Hideo Hosono បានសំយោគសម្ភារៈដែលមិនមានភាពធន់ទ្រាំនឹងចរន្តអគ្គិសនីនៅសីតុណ្ហភាពក្រោម 26 K ។
ជាការពិតណាស់ 26 K មិនមែនជា 39 នៅឡើយទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះគ្រាន់តែជាការចាប់ផ្តើមប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងអត្ថបទរបស់គាត់ (ត្រឡប់មកវិញនៅក្នុងខែកុម្ភៈ) Hosono បានផ្តល់យោបល់នោះ។ ធី គអាចត្រូវបានបង្កើនឧទាហរណ៍ដោយការបង្ហាប់សម្ភារៈឬជំនួស lanthanum ជាមួយធាតុផ្សេងទៀត។ ជាការពិតណាស់ មួយរយៈក្រោយមក របាយការណ៍បានចាប់ផ្តើមលេចឡើងអំពីការរកឃើញនៃ superconductivity នៅក្នុងសមាសធាតុ arsenide-ដែកផ្សេងទៀត។ នេះគឺជាចំណងជើងនៃអត្ថបទតាមលំដាប់លំដោយ៖ Superconductivity នៅ 36 K ក្នុង Gadolinium-arsenide Oxides GdO 1-x F x FeAs - superconductivity ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងសម្ភារៈ GdOFeAs ដែលមាន = 36 K, Superconductivity នៅ 43 K នៅក្នុង Samarium-arsenide Oxides - superconductivity នៅក្នុងសម្ភារៈ SmOFeAs គ ធី គ= 43 K, Superconductivity នៅ 52 K នៅក្នុងសមាសធាតុ F-doped ស្រទាប់ quaternary ដែលមានមូលដ្ឋានលើដែក PrFeAs - មិនមានភាពធន់ទ្រាំនៅ 52 K និងខាងក្រោមនៅក្នុងសមាសធាតុ fluorine-doped ProFeAs ។ ចំពោះការប្រើប្រាស់សម្ពាធដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពសំខាន់ LaOFeAs ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយសារធាតុហ្វ្លុយអូរីនដូចគ្នា ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងការងារ Superconductivity នៅ 43 K នៅក្នុងសមាសធាតុស្រទាប់ដែលមានមូលដ្ឋានលើដែក LaO 1-x F x FeAs អាចនៅសម្ពាធ 4 GPa ។ (40,000 ដងនៃបរិយាកាស) កើនឡើង ធី គរហូតដល់ 43 K ។
ហើយថ្មីៗនេះ អត្ថបទ Superconductivity នៅ 55 K នៅក្នុងសមាសធាតុ F-doped ស្រទាប់ quaternary SmFeAs ដែលមានមូលដ្ឋានលើដែកបានបង្ហាញខ្លួននៅលើការសង្កេតនៃ superconductivity នៅក្នុង SmFeAs ជាមួយនឹងតម្លៃកំណត់ត្រាមួយ។ ធី គ= 55 K (រូបទី 3) ។
ក្នុងពេលដំណាលគ្នាជាមួយនឹងការរកឃើញនៃសមាសធាតុទាំងនេះសំណួរបានកើតឡើងអំពីរបៀបដែល superconductivity ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងពួកគេ - នោះគឺរបៀបដែលរូបរាងនៃគូ Cooper ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះ superconductivity នៃរូបធាតុកើតឡើង។
វាបានប្រែក្លាយថានៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់របស់ពួកគេ ReFeAsO អនុវត្តមិនខុសគ្នាពី superconductors cuprate - ការជំនួសដូចគ្នានៃស្រទាប់តាមបណ្តោយដែល superconducting បច្ចុប្បន្នបន្តពូជ (សូមមើលរូបភាពទី 3) ។ ភាពស្រដៀងគ្នានេះនាំឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមានគំនិតដែលថា ប្រហែលជាធម្មជាតិនៃការបង្កើតអនុភាពខ្ពស់នៅក្នុងពួកវាគឺដូចគ្នានឹង HTSCs Cuprate ដែរ។ ដើម្បីសាកល្បងសម្មតិកម្មនេះ ការគណនាត្រូវបានអនុវត្តដែលបង្ហាញថាប្រសិនបើគូ Cooper ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុង HTSCs "ដុតនំថ្មីៗ" ដូចដែលបានព្យាករណ៍ដោយទ្រឹស្ដី BCS នោះសីតុណ្ហភាពសំខាន់នៅក្នុងពួកវាមិនគួរលើសពី 1 K ដែលជាក់ស្តែងផ្ទុយពីទិន្នន័យពិសោធន៍។ ឯកសារលេចឡើងដែលនិយាយអំពីយន្តការដូចគ្នាសម្រាប់ការបង្កើត superconductivity ដូចនៅក្នុង magnesium diboride ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយដូចនៅក្នុងករណីនៃ cuprate HTSCs ទ្រឹស្តីចុងក្រោយមិនទាន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅឡើយទេ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សារៈសំខាន់នៃការរកឃើញទាំងនេះមិនអាចត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានបានឡើយ។ វាអាចទៅរួចដែលថាប្រភេទថ្មីនៃ arsenide-iron HTSC នឹងជួយបញ្ចេញពន្លឺលើការពន្យល់ទ្រឹស្តីនៃចរន្តកំដៅខ្ពស់ និងបង្ហាញអ្នកបច្ចេកទេសនូវវិធីដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពដ៏សំខាន់។
superconductors សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ជាក្បួនមាន វាយនភាពធញ្ញជាតិពួកវាមានគ្រាប់ធញ្ញជាតិ - គ្រីស្តាល់ដែលទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមក។ តំបន់នៃការតភ្ជាប់គឺមានពិការភាពខ្ពស់ដូច្នេះមានលក្ខណៈសម្បត្តិ intragranular និង intergranular ។ ឧទហរណ៍ ប្រភេទសំខាន់ intragranular គឺធំជាង intergranular ច្រើន។ នៅក្នុងផ្នែកនេះយើងពិចារណារចនាសម្ព័ន្ធនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិឬគ្រីស្តាល់តែមួយ។ ដូចដែលបានកត់សម្គាល់រួចមកហើយ សមាសធាតុ yttrium, bismuth, thallium និងបារត HTSC ជាកម្មសិទ្ធិរបស់អុកស៊ីដលោហៈស្រទាប់។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ សមាសធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើប៊ីស្មុត និង thallium មានយន្តហោះនៃអាតូមស្ពាន់ និងអុកស៊ីហ៊្សែន ខណៈពេលដែលសមាសធាតុផ្អែកលើ yttrium មានទាំងយន្តហោះ និងខ្សែសង្វាក់ Cu - O ។ តួនាទីនៃខ្សែសង្វាក់ និងយន្តហោះនៅក្នុងសម្ភារៈ HTSC ត្រូវបានពិភាក្សានៅក្នុងការងារជាច្រើន។ បច្ចុប្បន្ននេះគេជឿថា យន្តហោះដើរតួយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុង superconductivity និង ច្រវាក់ប្រើជាធុងសម្រាប់អេឡិចត្រុងផងដែរ។ ពួកវាអាចត្រូវបានបំពេញ ឬទទេ អាស្រ័យលើអុកស៊ីហ្សែន និងសារធាតុ dopant ។ ប្រសិនបើចំនួនអាតូមអុកស៊ីហ៊្សែននៅក្នុងកោសិកាបឋមផ្លាស់ប្តូរ ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ ឬអនុភាពខ្ពស់នឹងបាត់បង់ទាំងស្រុង។ កន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែនត្រូវបានរកឃើញជាចម្បងនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់តែមួយ។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងបរិវេណ YBa 2 Cu 3 O 7- d ជាមួយ d<1 существуют упорядоченные массивы цепочек, имеющих недостаток кислорода, при d=1 цепочки отсутствуют.
អ្នកអាចទទួលបានស៊េរីនៃសារធាតុដោយផ្អែកលើប៊ីស្មុត thallium ឬបារតជាមួយនឹងភាពខុសគ្នា stoichiometricការតែងនិពន្ធ; ក្នុងករណីនេះ ក្រឡាឯកតានឹងមានចំនួនយន្តហោះផ្សេងគ្នា ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ HTSC ជាពិសេស សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរក៏នឹងខុសគ្នាដែរ។ Superconductors ក៏ត្រូវបានផ្សំដោយរូបមន្តទូទៅជាមួយនឹងមេគុណ stoichiometric អថេរ (សូមមើលតារាង 2.1)។ ដូច្នេះជាឧទាហរណ៍ សមាសធាតុ Tl-2212, Tl-2223 និង Tl-2201 មានរូបមន្តទូទៅ៖
Tl 2 Ba 2 Ca n -1 Cu n O 2 n + 4, (2.1)
ដែល n - យកតម្លៃ 2, 3, 1 រៀងគ្នា ហើយបង្ហាញចំនួនស្រទាប់ CuO ។
តារាង 2.1
លក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាននៃ HTSC មួយចំនួន
| P/p No. | ការតភ្ជាប់ (អក្សរកាត់) | ស៊ីងហ្គោនី | វិមាត្រក្រឡាឯកតា A 0 | T SP | |||
| (La 1-x Sr x) CuO ៤ | Tetragonal | a = b = 3.78 គ = 13.2 | 37,5 | ||||
| YBa 2 Cu 3 O 7-x (Y-123) | rhombic | a = 3.82 b = 3.88 គ = 13.2 | |||||
| Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O 8 (Bi-2212) | rhombic | a = 5.41 b = 5.42 គ = 30.9 | |||||
| Bi 4 Sr 4 CaCu 3 O 14 (Bi-4413) | rhombic | a = 5.411 b = 5.417 គ = 27 | |||||
| Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10 (Bi-2223) | rhombic | a = 5.41 b = 5.41 c = 37.1 | |||||
| Tl 2 Ba 2 CuO 6 (Tl-2201) | rhombic | a = 5.411 b = 5.473 c = 23.24 | |||||
| Tl 2 Ba 2 CaCu 2 O 8 (Tl-2212) | tetrogonal | a = b = 3.86 c = 29.3 | |||||
| Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 10 (Tl-2223) | tetrogonal | a = b = 3.85 គ = 35.9 | |||||
| HgBa 2 CuO 4 (Hg-1201) | tetrogonal | a = b = 3.86 c = 9.51 | |||||
| HgBa 2 CaCu 2 O 6 (Hg-1212) | tetrogonal | a = b = 3.86 c = 12.7 | |||||
| HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8 (Hg-1223) | tetrogonal | a = b = 3.86 c = 15.9 | |||||
ស្រដៀងគ្នានេះដែរ អ្នកអាចសរសេររូបមន្តទូទៅសម្រាប់ក្រុម HTSC ដែលមានផ្ទុកប៊ីស្មុត ឬបារតដែលមានផ្ទុក HTSC៖
Bi 2 Sr 2 Ca n -1 Cu n O 2 n +4, (2.2)
HgBa 2 Ca n -1 Cu n O 2 n +2, (2.3)
របៀបដែលវាត្រូវបានបង្កើតឡើង ដំណាក់កាលតែមួយសំណាកប៊ីស្មុត ថលញ៉ូម និងសមាសធាតុផ្សេងទៀតគឺពិបាកណាស់។ ជាធម្មតា ការបញ្ចូលគ្នានៃដំណាក់កាលត្រូវបានទទួល ដែលនីមួយៗមានចំនួនស្រទាប់ CuO និង CaO ផ្ទាល់របស់វាក្នុងមួយក្រឡា និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗរបស់វា។ នេះបណ្តាលឱ្យមានវត្តមាននៃសីតុណ្ហភាពមិនសំខាន់ប៉ុន្តែជួរសីតុណ្ហភាព 4-6 K ។
"ការរួមរស់" នេះធ្វើឱ្យមានភាពស្មុគស្មាញដល់អត្រានៃការអនុវត្តការពិសោធន៍មួយចំនួនដែលទាក់ទងនឹងការគិតគូរពីលក្ខណៈនៃដំណាក់កាលជាក់លាក់មួយ ឬអាកប្បកិរិយារបស់វានៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក។ល។
ដូចដែលបានកត់សម្គាល់រួចមកហើយ រចនាសម្ព័ន្ធនៃសម្ភារៈ HTSC ជាពិសេសនៅក្នុងក្រុម (2.1), (2.2) និងផ្សេងទៀត មានធាតុរួម។ ដូច្នេះសូមពិចារណាលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃដំណាក់កាល៖ YBa 2 Cu 3 O 7-x (ប្រព័ន្ធ orthorhombic) និង Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O 8 ជាឧទាហរណ៍។
អង្ករ។ ២.១. រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ YBa 2 Cu 3 O 6.5+ d, δ ≈ 0.5;
● - បា, ▲ - Y, - Cu, ○ - អូ
រចនាសម្ព័ន្ធដំណាក់កាល (Y-123) ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ២.១. វាអាចត្រូវបានតំណាងជាលំដាប់នៃស្រទាប់កាត់កែងទៅនឹងអ័ក្សគ៖
... (CuO) (BaO) (CuO 2) (Y) (CuO 2) (BaO) (CuO) ... (2.4)
តើអាតូមអុកស៊ីសែននៅទំនេរនៅឯណា។
លក្ខណៈពិសេសនៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះគឺភាពងាយស្រួលនៃការផ្លាស់ប្តូរ stoichiometry អុកស៊ីសែនរបស់វាខណៈពេលដែលសមាសភាពនៃស្រទាប់ទង់ដែង (Z = 0) ប្រែប្រួលពី CuO 2 (d = -0.5) ទៅ (CuO) (d = 0.5) ។
នៅ ឃ= -0.5 កោសិកាឯកតាគឺ tetragonal ហើយសមាសភាព YBa 2 Cu 3 O 6 មាន សារធាតុ semiconductorលក្ខណៈសម្បត្តិ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយជាមួយ ឃ³ -0.2 រចនាសម្ព័ន្ធក្លាយជា rhombic (a¹b) ដោយសារតែការកាន់កាប់មុខតំណែងនៅក្នុងយន្តហោះ (x, y, o) ដោយអាតូមអុកស៊ីសែន និងកាន់កាប់ superconductingលក្ខណៈសម្បត្តិ។ លើសពីនេះទៅទៀតជាមួយនឹងការកើនឡើង ឃមានការកើនឡើង ធី ស៊ី.
សេចក្តីផ្តើមនៃ cations បន្ថែមនៅក្នុង HTSC វាអាចបន្តគោលដៅបី។ ទីមួយ នេះគឺជាការស្វែងរក superconductors ថ្មី ឬការកើនឡើងនៃការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពនៃវត្ថុដែលមានស្រាប់ ទីពីរ ការកើនឡើងនៃការបង្កើតដំណាក់កាល ហើយចុងក្រោយទីបី cations បន្ថែមអាចត្រូវបានណែនាំដើម្បីបង្កើនការភ្ជាប់នៃ vortices ម៉ាញេទិក ទាំងពីរ។ លើការរួមបញ្ចូលនៃដំណាក់កាលដែលមិនមែនជា superconducting លទ្ធផល និង និងនៅលើពិការភាពរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបង្កើតឡើងក្នុងករណីនេះ។
វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថា ការជំនួសអាតូម yttrium ទៅអ្នកដទៃផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសមាសធាតុ។
ដូច្នេះ ការជំនួសអាតូម praseodymium សម្រាប់អាតូម yttrium នាំឱ្យបាត់បង់នូវ superconductivity ។ ការជំនួសអាតូម thorium សម្រាប់អាតូម yttrium ផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរ ( ធី ស៊ី= 67 K) ។ ការដាក់សារធាតុសេរ៉ាមិច yttrium ជាមួយ lanthanides មួយចំនួនអាចក្លាយជាការសន្យា ព្រោះវាផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនូវសីតុណ្ហភាពនៃការរលួយនៃដំណាក់កាល Y-123 ។ ចំនុចនោះគឺថាទីតាំង yttrium គឺជាចំណុចខ្សោយនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃដំណាក់កាល superconducting ចាប់តាំងពីអ៊ីយ៉ុង yttrium បង្រួមរចនាសម្ព័ន្ធ និងបង្កើតការខូចទ្រង់ទ្រាយរចនាសម្ព័ន្ធ។ ដូច្នេះការជំនួសអាតូម yttrium ដោយអាតូមដែលមានកាំធំជាង (Na 3+, S 3+, En 3+, Gd 3+ ។
ជាឧទាហរណ៍ អ្នកឯកទេសជប៉ុនមានទំនោរចង់ជំនួសទាំងស្រុងនូវ yttrium នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធជាមួយនឹង neodymium ។
ការជំនួសអាតូមទង់ដែងសម្រាប់អ្នកដទៃជាក្បួននាំឱ្យមានការថយចុះនៃការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពដល់ 60 - 65 K ។
សរុបសេចក្តីមក វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថា បន្ថែមពីលើដំណាក់កាលដែលបានពិចារណា Y-123 ដំណាក់កាលអនុភាពដ៏ទៃទៀតក៏អាចបង្កើតបានផងដែរ៖ YBa 2 Cu 4 O 8, Yba 4 Cu 7 O 14 ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព 80 K និង 40 K រៀងគ្នា។ .
រចនាសម្ព័ន្ធនៃ HTSC ដ៏ពេញនិយមមួយផ្សេងទៀត បរិវេណ Bi-2212 ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ២.២.
អង្ករ។ ២.២. គំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធ Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O 8:
● - Bi, Δ - Sr, ▲ - Ca, ■ - Cu, ○ - O
វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថារចនាសម្ព័ន្ធនៃវត្ថុធាតុ bismuth និង thallium HTSC មានច្រើនដូចគ្នា និងតំណាងឱ្យការរីកចំរើនយ៉ាងស៊ីសង្វាក់គ្នានៃប្លុក perovskite និង NaCl ។ ក្នុងករណីនេះសំណុំនៃយន្តហោះនៅតាមបណ្តោយអ័ក្ស C មើលទៅដូចនេះ:
(CuO 2) (Ca) (CuO 2) (SrO) (OBi) (BiO) (OSr) (O 2 Cu)… (2.5)
នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនេះ យន្តហោះ 3 ដំបូងត្រូវគ្នាទៅនឹងប្លុក perovskite និង 5 ចុងក្រោយទៅនឹងប្លុកប្រភេទ NaCl ។ អាតូមកាល់ស្យូមកាន់កាប់ទីតាំងស្រដៀងទៅនឹង yttrium (រូបភាព 2.1) ហើយមានកំហាប់ខ្ពស់នៃ anionic vacancy ។
បច្ចុប្បន្ននេះការងារជាច្រើនត្រូវបានធ្វើឡើងទាក់ទងនឹងការណែនាំណាមួយ។ សារធាតុបន្ថែមនៅក្នុង superconductors នៃស៊េរី BiSr 2 Ca n -1 Cu n O x ។ ទាំងនេះអាចជា cations ជំនួសទីតាំងនៅក្នុងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ ឬសារធាតុបន្ថែមអព្យាក្រឹត។ ឧទាហរណ៍ Pb 2+ cation ធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈ electrophysical នៃ superconductor ជាពិសេសដើម្បីបង្កើនចរន្តសំខាន់របស់វា។ ការជំនួសដោយធាតុកម្រនៃផែនដី និងការជំនួសនៃ cations នាំមុខនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃការ pinning ហើយក្រោយមកទៀតក៏បង្កើនតម្លៃនៃដែនម៉ាញេទិកសំខាន់ផងដែរ។ សេចក្តីណែនាំនៃប្រាក់ក៏អនុញ្ញាតឱ្យចរន្តសំខាន់ត្រូវបានកើនឡើងផងដែរ។
នៅចុងបញ្ចប់នៃការសន្ទនាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃគ្រីស្តាល់ HTSC មួយគួរតែបន្លិច លក្ខណៈសំខាន់ៗហេតុផលដែលហួសពីវិសាលភាពនៃសៀវភៅណែនាំនេះ ប៉ុន្តែដែលជារឿងធម្មតាសម្រាប់សម្ភារៈដែលទទួលបានទាំងអស់៖
1. រចនាសម្ព័ន្ធនៃដំណាក់កាលគឺបានមកពីរចនាសម្ព័ន្ធ perovskite.
2. រចនាសម្ព័ន្ធមានចំនួនច្រើននៃ anionic កន្លែងទំនេរកំហាប់ដែលអាចប្រែប្រួល (សីតុណ្ហភាព និងល្បឿននៃការបាញ់ ពេលវេលា និងសម្ពាធនៃការសង្កត់ក្នុងអុកស៊ីសែន។ល។)។
3. រចនាសម្ព័ន្ធមានអាតូម ទង់ដែងនៅក្នុងស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មផ្សេងៗ (II និង III) ។ ដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរចំនួនអាតូមអុកស៊ីសែននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ កម្រិត Fermi មានការថយចុះ ហើយរន្ធត្រូវបានបង្កើតឡើង។
4. រចនាសម្ព័ន្ធនៃដំណាក់កាល HTSC - ស្រទាប់ធាតុដែលមិនអាចខ្វះបានរបស់ពួកគេគឺវត្តមានរបស់យន្តហោះ (CuO 2) ។ ការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់កើតឡើងដោយសារលំដាប់នៃកន្លែងទំនេរ anionic ឬដោយសារតែការរំលោភលើលំដាប់ដ៏ល្អនៃស្រទាប់តាមអ័ក្សលំដាប់ទីបួន។
5. នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធដូច perovskite ទាំងនេះ B-sites ត្រូវបានកាន់កាប់ដោយអាតូមទង់ដែងប៉ុណ្ណោះ។ ការសំយោគរចនាសម្ព័ន្ធជាមួយអាតូមផ្សេងទៀតនៅក្នុងទីតាំង B មិនទាន់ទទួលបានលទ្ធផលនៅឡើយ។
ត្រួតពិនិត្យសំណួរ
1. ដាក់ឈ្មោះប្រភេទសំខាន់ៗនៃសម្ភារៈ HTSC ។
2. តើរចនាសម្ព័ន្ធនៃសម្ភារៈ HTSC មានលក្ខណៈពិសេសអ្វីខ្លះ?
3. តើភាពមិនបរិសុទ្ធប៉ះពាល់ដល់រចនាសម្ព័ន្ធ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ HTSCs យ៉ាងដូចម្តេច?
4. តើខ្សែសង្វាក់និងយន្តហោះមានតួនាទីអ្វីនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ?
