关于超导体的运用。

1．超导发电

超导体对人类社会影响最大的将是提供更多的电力，超导用于发电的装置目

前有磁流体发电、超导电机发电、热核聚变发电三种。

滋流体发电是一种高效、低污染、单机容量大、直接将热能转变为电能的一

种新型的发电方式。普通火力发电需把热能转化为机械能再转化为电能，效率最

高有33一36％。磁流体发电是让煤（石油、天然气）加氧化剂、添加剂燃烧

产生的等离子体高速通过磁场，使热能直接转化为电能，磁流体一蒸汽联合循环

发电装置最高效率达到55%，而且可自动脱硫，污染小．但这种发电方式目前遇

到的困难是当磁感应强度在1．5特以上时，磁流体的铁芯逐渐处于磁饱和，磁

场强度很难再提高。于是人们就想到超导体，如果利用超导磁体，那么就很容易

在较大体积内产生强度为几十特的磁场，且消耗的励磁功率很小，它具有性能良

好，质量小等优点。例如，磁感应强度可达4一5特的超导磁体，质量只有300

一500克，而要产生同样磁场强度的磁体质量却有15一20吨。目前，美国、前

苏联、日本都建有这种超导磁流体发电机。

超导发电机发电是利用超导体制造发电机磁极绕组，不仅可大大增加发电机

的极限输出容量，而且效率高，体积小，质量小，可节约大量电能和金属材料。

常规的两极发电机的极限输出在现今条件下只能达到1．5*109瓦，但超导发电机则

可达3*1010瓦，甚至更大。一台6X106瓦的电动机，常规质量为370X103千克，采用超

导体材料仅重40X103千克；又如目前已建成的一台5X106瓦超导交流发电机，其

功耗比普通电机减少三分之二，体积缩小百分之八十以上。因此有人估计，超导

体可以把发电成本降低60％，可以把经电缆输电的成本降低10％，这些优点使

得它特别适宜于建造高效率的大型发电站、移动电源及做为太空飞船的动力设

备。

超导体还可帮助科学家建立核聚变发电系统，这种发电系统是以氢做燃料

的，其反应温度与太阳的温度一样高。从理论上讲这种能源是取之不尽的，在实

践上，关键问题是如何生成足够强大的磁场来控制剧烈的热核反应，超导材料将

能够解决这个问题。2．超导输电

目前输电均采取高压交流输电，损耗较大，降低了有效的电能．利用超导体

的零电阻这个特性，可以制成超导电缆，无损耗地输电，不但输电效率高而且可

以节约材料，避免铺设高架电缆，降低输电成本。这种超导电缆能传输几十万兆

瓦的功率，它还能在较低的电压下，传输强大的电流。如一条三相超导电缆能在

35干伏电压下，传输104安培的电流。美国曾制成一种锡铌超导电缆，把三根直径

为14厘米的345千伏超导电缆装置在直径为45厘米的高绝热导管中，就可输送

像整个纽约这样大城市的全部用电。3. 超导贮能为了利用电力负荷的峰值和低值的差，解决高峰期用电的紧张状态，现在越来越多的地方应用蓄能的方法来调节电力负荷。用超导材料制成的贮能线圈，能

以磁能的形式将电能大量贮存起来，并具有密度大、损耗小的特点。4．超导电磁推进

超导电磁推进的装置是在船体内安装一个超导磁体，它会在海水中产生一个

强大的磁场。同时，在船体两侧安装一对强大的电极，使海水在两极间产生很大

的电流。由于磁场和海水中电流的相互作用，海水在船后对船体产生一个强大的

推力。这时海水和电极相当于转于和电枢，利用与电机相同的原理就可推动船体

前进。

世界上第一艘“超导船”于1992年1月27日在日本神户下水，它以超导电

磁为动力，其外型看起来像是鲸鱼与太空火箭的混今体，长30米，理论最高时

速可达每小时200公里左右。