От научных теорий – к индустрии
 
Энергетика

От научных теорий – к индустрии

Организатором конференции выступила компания «Русский сверхпроводник» при непосредственном участии госкорпорации «Росатом», фирмы «ТВЭЛ» и ОАО «Сибэлектромотор». Генеральным медиапартнёром мероприятия являлся медиахолдинг «РусКабель» и его издания — журналы «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» и «КАБЕЛЬ-news».

Как отметил генеральный директор ОАО «Русский сверхпроводник» Марат Мусаевич Мулюков, сверхпроводимость (СП) — это ключ, который открывает нам дверь в новый мир. Эффект сверхпроводимости позволяет создавать инновационную продукцию, строить промышленную базу страны на качественно новом уровне. Мы должны в полной мере воспользоваться теми возможностями, которые даёт нам СП.

Заместитель главы ОАО «Росатом» Пётр Георгиевич Щедровицкий напомнил, что в этом году мир отмечает 100-летний юбилей со дня открытия сверхпроводимости. Первооткрывателем этого явления стал датский физик Камерлинг-Оннес, который в 1911 году обнаружил, что при охлаждении ртути в жидком гелии её сопротивление сначала постепенно меняется, а при температуре -273°С резко падает до нуля. Это открытие потрясло весь научный мир. Учёными разных стран было проведено множество научных исследований, присуждено рекордное количество Нобелевских премий, сделано немало попыток систематизировать данные, чтобы в конечном счёте создать законченную теорию сверхпроводимости. Споры о том, что такое сверхпроводимость и имеет ли к этому отношение открытие Камерлинга-Оннеса, продолжаются до сих пор. Учёный из Санкт-Петербурга В.К. Федюкин отмечает, что ясности в понимании физической природы данного явления нет, как нет непротиворечивой теории сверхпроводимости. Поначалу учёных смущала слишком низкая температура, при которой был открыт этот феномен. Но в 1986 году швейцарские учёные Н. Мюллер и И. Беднорц открыли высокотемпературную сверхпроводимость — она возникала при температуре азота -196°С. При этом Беднорц и Мюллер ставили свои эксперименты не с металлами, как лучшими проводниками электричества, а с керамикой, которая вроде бы вообще не может являться проводником.

С тех пор в мире различают два вида сверхпроводимости — низкотемпературную (НТСП) и высокотемпературную (ВТСП). А в связи с ними — сверхпроводники первого и второго поколения. Сверхпроводники первого поколения, созданные на основе низких температур, относительно давно уже вышли в серийное производство. Однако они имеют большой «минус» — под влиянием внешнего магнитного поля теряют сверхпроводимые свойства. Поэтому ареал их использования довольно ограничен — в основном такие проводники применяются при производстве электрического кабеля. Для моторов, генераторов, трансформаторов они малопригодны.

Открытие ВТСП дало импульс к созданию сверхпроводников второго поколения. Эти проводники более устойчивы к внешним магнитным воздействиям, однако процесс их производства сложнее и затратнее, чем СП первого поколения. Не случайно похвастаться большими достижениями в этой уникальной области, способной вывести экономику государств на кардинально новый уровень, мы пока не можем.

Прикладные технологии с применением сверхпроводящих материалов с трудом пробивают себе дорогу. Между тем в последние годы во многих странах появилось не только глубокое понимание необходимости использовать инструментарий СП, дарованный учеными-физиками, но и потребность в широком применении сверхпроводящих технологий в различных областях народного хозяйства. В эту работу сегодня активно включилась и Россия. Проект под названием «Русский сверхпроводник» отобран среди многих для развития в иннограде «Сколково». В рамках этого проекта намечено консолидировать усилия разработчиков инновационных решений для создания мощной сверхпроводниковой индустрии в стране.

Согласно намеченному плану инновации будут доводиться до стадии опытно-промышленных образцов, испытываться на объектах энергетики, железнодорожном и авиатранспорте, после чего пойдут в серийное производство, начнут внедряться в технологические процессы.

Сверхпроводниковая отрасль в мире набирает обороты. В 2008 году был открыт новый класс высокотемпературных сверхпроводников — оксиарсениды железа, допированные фтором.

В настоящее время учёные работают над созданием новых сверхпроводимых материалов, сохраняющих уникальные свойства при более высоких температурах. Конечная цель — достичь сверхпроводимости при комнатной температуре, что привёдет к существенному удешевлению продукции, производимой на основе сверхпроводящих технологий.

Пока сверхпроводники второго поколения стоят дороже, чем их предшественники. Единой технологии производства сверхпроводящих материалов в мире не существует. Каждая компания создаёт свои варианты сверхпроводников на основе самостоятельно подобранных элементов. В этом, пожалуй, и состоит одна из причин их высокой стоимости, что ограничивает возможности потребителей закупать сверхпроводниковую продукцию в необходимых объёмах.

Как отметил заместитель генерального директора ФГУП ВЭИ Леонид Михайлович Фишер, в настоящее время сверхпроводящие технологии более всего востребованы энергетической отраслью — особенно в сфере передачи и распределения электроэнергии, при изготовлении проводов и кабелей нового поколения. Электроэнергетика выходит на качественно новый уровень развития. Это влечёт за собой потребность в новых материалах и новых технологических решениях. Использование сверхпроводящих материалов позволяет вполовину сократить потери электроэнергии при передаче ее от производителя к потребителю. Благодаря эффекту сверхпроводимости повышается надёжность работы электросетевых объектов, улучшается качество услуг. К сожалению, отечественные разработчики ещё недостаточно уделяют внимания проблемам создания сверхпроводников для энергетической сферы. Это показала и конференция, на которой было уделено недостаточно внимания созданию оборудования и инструментов на основе ВТСП для распределительных сетей.

Участники конференции сосредоточились на самых злободневных проблемах сегодняшнего дня, связанных с развитием сверхпроводниковой индустрии. Практически все выступающие отмечали, что, несмотря на существующие сложности, у этого перспективного направления есть вполне ясное будущее. Эта уверенность основывается и на том, что эстафету старшего поколения исследователей и промышленников в области сверхпроводимости подхватывают молодые кадры: среди докладчиков было немало молодых ребят, которые увлечённо рассказывали о результатах лабораторных исследований, внимательно слушали замечания и не стеснялись спорить с «аксакалами» науки.

Обсудить на форуме

Нужен кабель? Оформи заявку бесплатно