Elektrik alanındaki verimliliğin daha iyi hale getirilmesi yönünde önemli bulunan süperiletkenlik teriminin anlamına yer veriyor ve hakkında detaylara değiniyoruz.
Elektrik alanındaki verimliliğin azalmasındaki temel nedenler arasında elektrik kablolarındaki dirençten kaynaklanmakta olan kayıp güç gelmektedir. Süperiletkenlik kullanılıp bu gibi kayıpların azaltılması sağlanabilmektedir.
Süperiletken malzemeler güçlü manyetik özelliklere sahip olmakla beraber günümüzde pek çok uygulamada kullanılmaktadır. Süperiletkenliğin ortaya çıkması 20. Yüzyılın başlarında fizikçilerce gerçekleştirilmiştir. Fizikçiler, malzemeleri mutlak sıfır olan -273 dereceye kadar soğutabilmek için yeni laboratuvar teknikleri üzerinde çalışmalar gerçekleştirmişlerdir. Geliştirilmiş olan teknikler ile malzemelerin iletkenliği üzerinde nasıl bir etki yaptığı araştırılmış, yapılan araştırmalar sonucunda civa, kurşun gibi temel elementlerin iletkenliğinde önemli seviyede değişim gözlemlenmiştir.
Elektrik kablolarındaki dirençten kaynaklanan kayıp gücün minimum seviyeye indirilmesi yönünde oldukça önemli olan süperiletkenlik, Nobel ödülü sahibi olan Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes tarafından 1911 yılında kurşun ve civa başta olmak üzere birçok elementle alakalı olarak yapılan gözlemler sonucunda ortaya çıkarılmıştır. Civa ve kurşun elementlerinin elektrik akımını belirli bir sıcaklığın altında dirençsiz olarak ilettiğini gözlemleyen isim, kurşun elementi için gerekli derecenin -268 derece, civa için gerekli sıcaklığın ise -265 derece olduğunu hesaplamıştır ve elektrik akımına elementin direnç göstermemesini süperiletkenlik olayı olarak isimlendirmiştir.
İletkenin direnciyle ters orantılı olan iletken içinden geçen akım, direnç arttıkça iletkenden akan elektrik akımı azalacağı için elektrik akımına karşı direnç göstermeyen iletken ile malzemeler olarak nitelendirilebilir. Süperiletkenliğin keşfedilmesinin ardından pek çok element üzerinde daha deneyler yapılmıştır ve elementlere göre farklı sonuçlar elde edilmiştir.
Özellikle sağlık, ulaşım alanında yaygın olarak kullanılan süperiletkenler, insanlardaki dokuların ve organların görüntülenip hastalıkların tespit edilebilmesi amacıyla MRI sistemlerinde oldukça yaygındır ve bu noktada son derece önemlidir. Bunun yanı sıra tren gibi raylı taşıma araçlarında raya temas eden kısımlarda sürtünme kuvvetinden dolayı kayıp meydana geldiği için manyetik kaldırmadan yararlanılabilir. Yüksek güçlü elektromıknatıslar aracılığıyla trenin rayla fiziksel teması kesilmekte ve trenin daha yüksek hızlara çıkabilmesi sağlanabilmektedir. Ancak bu alan kaplayan ve maliyetli olan bir sistemdir. 1997 yılında Japonya’da faaliyete geçen “Yamanashi MagLev Test Hattı” süperiletkenlerin manyetik kaldırma uygulamalarında da kullanılabildiğine bir örnek olup, daha verimli bir sonuç elde edilmesini sağlar. Örneğin 2015 yılında gerçekleştirilen bir test sürüşünde, “Yamanashi MLX01 MagLev ”treni saatte 603 kilometrelik bir hıza ulaşılmıştır.
