(출처: By Henry Mühlpfordt - CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9491383)

 

 

초전도현상에 대해서 아시나요? 고등학교 화학 시간에 한번쯤은 들어보셨을 법한 단어인데요, 초전도현상이란 물질의 저항이 0이 되고, 내부 자기장을 밀쳐내는 성질을 보이는 현상을 말합니다. 

 

 

 

 

(출처: Copyrighted free use, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=879737)

 

 

초전도 현상은 1911년 네델란드의 과학자 H. 카메를링 오네스에 의해 처음 발견되었습니다. 그는 수은의 전기저항을 측정하는 실험을 하다가 절대온도 4.2K(영하 268.8℃)에서 전기저항이 갑자기 없어지는 현상을 발견했고, 이를 초전도현상이라고 이름붙였습니다.

 

 

 

 

(출처: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=485071)

 

초전도현상은 크게 두가지의 특징을 가지고 있습니다. 그중 하나가 극히 낮은 저항값인데요, 일반적으로 도체의 온도가 낮아지면 저항이 작아지는 특성이 있습니다. 온도가 매우 낮추면 저항이 0이 되는 물질이 있는데 이를 초전도체라고 합니다. 초전도체는 또한 내부의 자기장을 밀처내는 성질을 가지고 있어 자석 위에 떠오르는 자기부상현상을 나타냅니다. 이 두가지 성질을 이용한 것이 바로 초전도 기술입니다.

 

 

 

 

 

 

초전도기술의 응용사례

1) 자기부상열차

(출처: By Minseong Kim - 자작, CC BY-SA4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=46762343)

 

초전도현상은 매우 다양한 기술에 응용됩니다. 자기부상열차가 대표적인 사례인데요, 열차의 밑바닥에 초전도체로 만든 고리가 달려 있는데, 열차가 움직이면 이 고리는 철로 속에 있는 전선 고리에 전류가 흐르게 만듭니다. 이때 두 고리 사이에 서로 밀어내는 힘이 작용하게 되어 열차를 뜨게 합니다. 열차가 철로에서 몇 cm 정도 뜨게 되면 열차의 속력을 줄이는 마찰력이 매우 작아져서 같은 연료를 이용해서 훨씬 더 빠르고 더 먼 거리를 이동할 수 있게 됩니다.

 

 

 

 

 

2) MRI 자기공명장치

(출처; CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=680466)

 

자기공명영상장치에도 초전도체가 이용됩니다. 초전도체를 통해 만들어진 강력한 자기장은 더욱 선명한 화질로 우리 인체의 내부를 볼 수 있게 해주었고, 이전 촬영기기보다 부작용이 없다는 장점을 가지고 있습니다.

 

 

 

 

 

3) 초전도 케이블

 

 

최근 초전도기술을 응용한 사례로는 초전도 케이블이 있습니다. 상용화가 빠르게 진행되고 있는 초전도 케이블은 저항이 0에 가까운 특징을 이용하여 기존 전선의 재료인 구리보다 송전손실을 1/10로 줄이고, 송전용량은 5배 늘리는 높은 효율로 전기를 운송할 수 있게 해주는 장점이 있습니다. 또한 작은 부피와 가벼운 무게 때문에, 많은 양의 전기를 사용해야하는 도심지역에 설치된 복잡한 도선들을 깔끔하게 대체해주는 역할을 합니다.

출처: https://blog.kepco.co.kr/628 [한국전력 블로그 굿모닝 KEPCO!]