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兰州市红古区、杭州市拱墅区、宜宾市高县、内蒙古呼伦贝尔市陈巴尔虎旗、锦州市太和区
广西防城港市上思县、忻州市繁峙县、内蒙古锡林郭勒盟正镶白旗、岳阳市君山区、大同市云州区、潍坊市潍城区、惠州市惠东县
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海西蒙古族茫崖市、绵阳市北川羌族自治县、儋州市新州镇、自贡市沿滩区、万宁市三更罗镇、七台河市茄子河区
大庆市萨尔图区、运城市新绛县、湖州市吴兴区、阜阳市太和县、庆阳市西峰区、泰安市肥城市、牡丹江市阳明区、海西蒙古族都兰县 温州市泰顺县、漳州市华安县、温州市平阳县、普洱市墨江哈尼族自治县、九江市共青城市、广西玉林市陆川县、常德市临澧县
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衡阳市石鼓区、台州市黄岩区、榆林市清涧县、雅安市名山区、德宏傣族景颇族自治州芒市、吉安市永丰县、文昌市锦山镇、澄迈县大丰镇、西宁市城西区、东莞市横沥镇
东方市新龙镇、襄阳市南漳县、铜仁市玉屏侗族自治县、贵阳市乌当区、武汉市蔡甸区、湘西州凤凰县、成都市温江区、营口市鲅鱼圈区
宿州市泗县、贵阳市观山湖区、内蒙古巴彦淖尔市磴口县、广西贵港市桂平市、内蒙古鄂尔多斯市东胜区、儋州市大成镇、聊城市莘县
德州市武城县、吕梁市兴县、吕梁市离石区、平凉市灵台县、渭南市合阳县、佳木斯市郊区、怀化市沅陵县、韶关市仁化县、佛山市禅城区
凉山昭觉县、海北祁连县、中山市三乡镇、陵水黎族自治县新村镇、甘南夏河县、屯昌县枫木镇、佳木斯市富锦市、广安市武胜县、杭州市淳安县
郴州市桂东县、上饶市婺源县、临沧市永德县、澄迈县桥头镇、遵义市正安县
屯昌县乌坡镇、大兴安岭地区呼玛县、儋州市那大镇、琼海市中原镇、白山市浑江区、牡丹江市东安区、台州市仙居县、南平市政和县
宁波市象山县、大兴安岭地区新林区、宁德市柘荣县、芜湖市南陵县、广西南宁市西乡塘区、肇庆市怀集县
超导会如何影响人类生活?(趣科普)
想象一下,未来超导可能如何影响人类生活?
晨光中,城市道路行驶的汽车,正通过地下的超导无线充电设备实时补能。
搭载超导推进系统的电动飞机掠过江面,向远处飞去。
超导磁悬浮列车以时速1000公里平稳行驶,北京至上海只需一个多小时。
列车驶出隧道,从车窗向外看去,塔克拉玛干沙漠的超级农田尽收眼底,悬浮在上空的聚变光球,源源不断地为作物提供能量,昔日荒漠变成绿色粮仓……
从可控核聚变的无限能源,到电动飞机的绿色革命,超导以其神奇的物理特性,改变科技和生活。
可控核聚变
可控核聚变可以从根本上解决人类的能源问题,被许多国家列为未来能源的重要战略方向。基于超导磁体的磁约束聚变技术最具工程化潜力,其核心特征是通过超导磁体产生的环形强磁场在真空腔内约束高温等离子体,形成类似“磁笼”的约束环境。
磁约束聚变装置内部存在着极端的温度环境:超导磁体需要低于零下200摄氏度的低温环境来维持超导特性,而被束缚的氘氚等离子体却高达上亿摄氏度,这相当于将太阳装进冰箱,是当前最具挑战性的前沿工程技术之一。近年来,高温超导材料和磁体技术快速发展,可在较高的温区产生远高于低温超导材料的磁场,成为目前推动聚变装置发生变革性突破、实现商用发电的关键。
超导磁悬浮列车
中国的高速磁悬浮列车(时速600公里)进入测试阶段,已接近大气环境下的速度极限。超导磁悬浮技术让列车悬浮在轨道上,消除了传统列车的机械摩擦阻力,配合低真空管道,大幅降低空气阻力,从而形成“低真空管道磁浮交通系统”,理论运行速度可突破1000公里/小时,比现有的民航飞机还快。乘坐这样的陆上飞车,国内各大型城市间的一小时经济圈将不再是想象。
电动大飞机
交通电气化的进程从未停止。与水陆交通工具不同,飞机对重量极其敏感,电力推进系统的功率密度和轻量化技术是制约其发展的瓶颈。高温超导材料的电流密度比传统铜导体高50倍以上,可显著提升电机、线缆、储能等机载电气设备的功率密度,成为当前突破电动飞机轻量化技术瓶颈的最优技术路线。
法国、美国、俄罗斯等已经开始利用高温超导技术循序渐进地对飞机进行电气化改造。中国也开始了面向电动飞机的超导技术研究布局,在2019年《电动飞机发展白皮书》中规划了载客250人、航程3500千米的超绿色混合电推进方案,中国航空研究院联合高等院校正在开展超导动力系统研究。
当前全球共性技术难题在于缺乏高效超导电机与发电机,导致电动飞机研发进程受阻。航空动力系统超导电气化转型为我国提供了战略机遇,通过攻克兆瓦级高密度超导电机、机载轻量化输配电技术等,结合电动汽车领域积累的动力电池、驱动电机和电控系统等技术优势,有望在航空领域实现“换道超车”。
历经百年时间,超导技术从液氦罐线圈演变为突破能量损耗限制的关键钥匙。超导,正以其“无阻”特性,迈向无限未来。
(人民日报 作者:王亚伟 作者为上海交通大学电气工程学院副教授,《超导(英文)》期刊副主编) 【编辑:房家梁】
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