초전도체 활용 분야 및 사례

초전도체란 전기저항이 0인 물질입니다. 저항이 0이라는 말은 전류가 흐르면 자기장이 발생하는데 이 자기장 역시 생기지 않는다는 뜻이죠. 

 

즉, 자석 위에 아무리 무거운 물체를 올려놓아도 공중부양 상태처럼 아무런 힘을 받지 않는 거죠. 이러한 성질 덕분에 초전도체는 꿈의 신소재라 불리며 다양한 분야에서 연구되고 있습니다.

 

 

 

초전도체 활용 분야 및 사례

 

초전도체 특징

초전도체는 온도가 영하 269℃ 이하로 내려가면 전기저항이 완전히 사라지는 물질입니다. 또한 외부자기장을 밀어내는 '마이너스 효과'라는 독특한 현상을 가지고 있죠. 

 

마이너스효과는 1911년 네덜란드 물리학자 헤이커 카메를링 오너스가 발견했습니다. 당시에는 금속 내부 전자들이 특정 조건에서 서로 반발한다는 이론이 지배적이었는데, 실제 실험결과 예상과 달리 모든 전자가 같은 방향으로 정렬되는 현상이 나타난 겁니다.

 

이후 여러 과학자들이 다른 방실으로 접근했지만 모두 실패했고, 결국 1967년 미국 일리노이대학 존 바딘 교수팀이 액체헬륨을 이용해 극저온 환경을 만든 후에야 비로소 초전도현상을 일으키는 데 성공했습니다.

 

초전도체 활용

초전도체는 크게 두 가지 용도로 쓰입니다.

첫 번째는 전력 손실 없이 대용량 에너지를 전송하는 용도입니다. 예를 들어 한국전력공사에서는 세계최초로 154kV급 초전도 케이블을 상용화했는데요. 

 

기존 구리케이블 대비 송전용량이 5배 이상 크고 사고 시 복구시간도 단축됩니다. 특히 변압기나 냉각설비 등 부수 설비가 필요 없어 건설비 절감효과도 큽니다.

 

두 번째는 의료분야입니다. 암세포 주변 혈관 속 산소량 변화를 감지해 종양 위치를 파악하거나 MRI촬영 시 인체 내 수소이온농도 변화를 감지해 뇌종양 여부를 판단하는 식이죠. 이외에도 양자컴퓨터, 자기부상열차, 핵융합발전 등 미래기술 구현을 위한 필수 소재로도 주목받고 있습니다.