5.奇妙的超低溫世界 教案

7 .公害控制及處理——如醫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，若有計劃地來發展，將造福人類社會不少。尤其是面臨能源危機的今天，發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 )
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，依據高溫超導材料的研究與開發的進展，預計到 年左右，一個相當規模的超導工業將會出現。
超導材料分為低溫超導材料 ( 在液氦溫區運行 ) 和高溫超導材料 ( 在液氮溫區運行 ) 兩大類。超導成為一門實用技術開始于 20 世紀 60 年代， 80 年代后期液氮溫區超導電性的發現加速了這門實用技術的發展。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業。據國際超導工業高峰會議連續三年預測，按不變價格計算，世界范圍的超導產品 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，超導產品主要還是利用液氦溫區的超導技術，如醫用核磁共振成像的超導磁體，但是液氮溫區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 ) ， 醫療衛生 ( 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 ) 。根據高溫超導體可以在液氮溫區工作的特點，科學家們開發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。作為一種物質存在的形態，超導電現象的應用現在還是剛剛開始，還會有許多現在來被預見到的應用的可能，在社會及經濟發展中將會產生重大的作用。
在 21 世紀初，我國的能源、醫療衛生、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展提供的歷史性的機會、爭取在這一新興高技術產業中占有一席之地，是我國超導技術發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。 80 年代中期，我國科學界在液氮溫區超導材料的發現上作出了國際公認的貢獻。近十年來，在液氮溫區超導電性的研究開發，包括新材料的探索、材料的物理與化學性質的研究、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的工作，在某些方面仍處在國際先進水平。但在向產業化發展方面，存在很多問題。