초전도체는 왜 강한 자기장과 함께 연구되나요?

Question

초전도체를 활용하는 기술을 소개할 때 자기장에 대한 이야기가 함께 나오는 경우가 많습니다. 두 가지는 어떤 관계가 있으며 연구 과정에서는 어떤 점을 중요하게 살펴보는지 의견 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

초 전도체는 특정 온도이하에서는 저항이 완전히 사라지는 물질입니다. 이게 자기장과 밀접한 영향이 있어서, 항상 같이 묶여서 연구가 됩니다. 우선 초전도 현상이 유지되려면 온도뿐만 아니라, 주변 자기장의 세기도 일정수준보다 낮아야 합니다. 만약에 이 선을 넘어가면은 초전도 성질이 순식간에 깨져버립니다. 그래서 극한의 강한 자기장 속에서 물질이 얼마나 잘 버티는지 한계를 측정하는게 핵심 연구중에 하나이죠.

동시에 초전도체는 내부의 자기장을 밖으로 밀어내는 마이스너 효과를 가지고 있습니다. 그래서 자석위에 둥둥 뜨는 자기부상기술같은 활용이 가능한것이구요. 그래서 과학자들은 더 강력한 자기장을 견디는 초전도 물질을 개발해서, MRI나 핵융합 발전 등에 성능을 올리려고 노력하고 있습니다. 결론적으로 자기장은 초전도체의 성능을 시험하는 시험대이고, 그 잠재력을 폭발시킬수있는 파트너라고 생각해주시면 좋을것 같습니다.

Answer 2

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.

초전도체가 자기장과 같이 연구되는 이유는, 초전도 상태 자체가 자기장에 매우 민감하게 반응하기 때문입니다.

초전도체는 전기저항이 거의 없어지는 동시에, 내부로 자기장이 들어오는 것을 밀어내는 특징을 보입니다. 그래서 자석 위에 초전도체가 떠 있는 자기부상 같은 현상들도 나타나는 것이고, 이 성질이 응용 기술에서도 중요하게 쓰이고 있습니다.

물론 자기장이 너무 강하면 초전도 상태가 깨질 수 있기 때문에, 어느 정도 자기장까지 견디는지가 핵심적인 성능이 될 수 있고, MRI나 입자가속기, 핵융합 장치처럼 강한 자석이 필요한 곳에서는 큰 전류를 손실 없이 흘릴 수 있는 초전도체가 필요합니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

초전도체는 전기저항이 0이 되는 특성뿐 아니라 자기장을 밀어내는 마이스너 효과를 나타내기 때문에 자기장과 매우밀접한 관계를 가집니다 그러나 자기장이 너무 강해지면 초전도 상태가 깨질 수 잇어 연구에서는 임계자기장과 강한 자기장에서도 초전도성을 유지하는 성능을 중요하게 평가합니다 또한 자기장 속에서 자속의 움직임을 제어해 에너지 손실을 줄이는 기술도 핵심 연구 분야입니다 이러한 연구는 자기부상열차 MRI 핵융합 자석 초전도 전력기기 등 고성능 응용 기술의 성능과 안정성을 높이는데 중요한 역할을 합니다