5.奇妙的超低溫世界 教案

7 .公害控制及處理——如醫(yī)院中利用氧氣來補助垂危病人的呼吸。最近，有人計劃用液化氧來處理被污染的湖水。另外，利用液化氮來處理廢鐵及廢塑料，也會變成非常實用的課題。
總而言之，超低溫工程的應用不勝枚舉，若有計劃地來發(fā)展，將造福人類社會不少。尤其是面臨能源危機的今天，發(fā)展液化天然氣及液化氫的工程技術，將不只幫助解決能源的問題，同時也在無形中解決了公害問題的困擾。
( 選自《科學月刊》 ( 中國臺灣 )1974~4fl 第 52 期，有刪節(jié) )
未來 15 年的超導技術
1987 年，在世界性的高溫超導研究熱潮中•，我們曾預計二十年后高溫超導材料將會廣泛應用， 當時覺得太長大遠。 10 年過去了，依據(jù)高溫超導材料的研究與開發(fā)的進展，預計到 年左右，一個相當規(guī)模的超導工業(yè)將會出現(xiàn)。
超導材料分為低溫超導材料 ( 在液氦溫區(qū)運行 ) 和高溫超導材料 ( 在液氮溫區(qū)運行 ) 兩大類。超導成為一門實用技術開始于 20 世紀 60 年代， 80 年代后期液氮溫區(qū)超導電性的發(fā)現(xiàn)加速了這門實用技術的發(fā)展。很多國家的科技專家認為超導技術將是 21 世紀二十多種關鍵技術之一，并將形成一門新的高技術產(chǎn)業(yè)。據(jù)國際超導工業(yè)高峰會議連續(xù)三年預測，按不變價格計算，世界范圍的超導產(chǎn)品 1995 年為 10 億 ~20 億美元， 年將達到 600 億 -900 億美元，而到 2020 年將到 1500 億 - 億美元。 目前，超導產(chǎn)品主要還是利用液氦溫區(qū)的超導技術，如醫(yī)用核磁共振成像的超導磁體，但是液氮溫區(qū)的超導材料的實際應用也正在逐步進入市場。預測到 2020 年全部超導產(chǎn)品中，高溫超導約占 60 ％ -70 ％，低溫超導仍占 30 ％ -40 ％。超導技術將主要應用于能源 ( 超導輸電、超導儲能、超導電機等 ) ，交通 ( 磁懸浮列車、船舶磁推進器 ) ， 醫(yī)療衛(wèi)生 ( 核磁共振成像、生物磁儀器等 ) ， 電子技術 ( 超導微波技術應用、各類超導傳感技術、半導體——超導體集成電路、超導計算元件等 ) ，重大科學工程 ( 加速器、受控熱核裝置等 ) 和國防技術 ( 超導反潛、掃雷、飛船載入、電磁推進、通訊及制導等 ) 。根據(jù)高溫超導體可以在液氮溫區(qū)工作的特點，科學家們開發(fā)了一些新的應用方向，如用高溫超導體的塊材 ( 指熔融結構及準單晶 ) 制成高溫超導永久磁體、超導磁懸浮，與半導體集成器件結合的高溫超導微波器件、核磁共振的探測線圈等。作為一種物質(zhì)存在的形態(tài)，超導電現(xiàn)象的應用現(xiàn)在還是剛剛開始，還會有許多現(xiàn)在來被預見到的應用的可能，在社會及經(jīng)濟發(fā)展中將會產(chǎn)生重大的作用。
在 21 世紀初，我國的能源、醫(yī)療衛(wèi)生、電子技術和科學儀器等方面將會迫切需要超導技術。美國、日本等國家關于超導產(chǎn)品的市場估計，均把我國作為重要市場之一。能否抓住超導技術發(fā)展提供的歷史性的機會、爭取在這一新興高技術產(chǎn)業(yè)中占有一席之地，是我國超導技術發(fā)展面臨的一個重要問題。
我國從 20 世紀 60 年代初開始了超導電性的科學研究和應用開發(fā)。 80 年代中期，我國科學界在液氮溫區(qū)超導材料的發(fā)現(xiàn)上作出了國際公認的貢獻。近十年來，在液氮溫區(qū)超導電性的研究開發(fā)，包括新材料的探索、材料的物理與化學性質(zhì)的研究、實用成材技術的研究、薄膜技術、器件物理和技術等方面，我國都進行了比較深入系統(tǒng)的工作，在某些方面仍處在國際先進水平。但在向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面，存在很多問題。