Superconduttività del niobio

Si è scoperto molto tempo fa che una volta che la temperatura si abbassa fino allo zero assoluto, le proprietà chimiche di alcune sostanze cambiano improvvisamente e diventano "superconduttori" con quasi nessuna resistenza. La temperatura alla quale una sostanza comincia ad avere questa strana proprietà "superconduttiva" è chiamata temperatura critica. Inutile dire che la temperatura critica delle varie sostanze è diversa.
È importante rendersi conto che temperature ultra-basse non sono facili da ottenere e che le persone pagano un prezzo enorme per averle; più ci avviciniamo allo zero assoluto, maggiore sarà il prezzo che dovremo pagare. Quindi il nostro requisito per le sostanze superconduttrici è, ovviamente, maggiore è la temperatura critica, meglio è.
Esistono molti elementi con proprietà superconduttrici e il niobio ha una delle temperature critiche più elevate. E la lega di niobio, dalla temperatura critica fino alla temperatura assoluta compresa tra 18,5 e 21 gradi, è attualmente il materiale superconduttore più importante.
Una volta le persone facevano un esperimento del genere: raffreddavano l'anello metallico di niobio allo stato superconduttore, facevano passare la corrente e poi scollegavano la corrente, quindi chiudevano l'intero set di strumenti per mantenere la bassa temperatura. Dopo due anni e mezzo, le persone hanno aperto lo strumento e hanno scoperto che l'anello di niobio nella corrente scorre ancora e che la forza attuale e l'energia sono quasi esattamente le stesse!

Da questo esperimento risultò chiaro che i materiali superconduttori non perdono quasi nessuna corrente. Se per la trasmissione di energia vengono utilizzati cavi superconduttori, l'efficienza della trasmissione di energia sarà notevolmente migliorata perché non hanno resistenza e non ci sarà perdita di energia quando la corrente li attraversa.
Qualcuno ha progettato un treno a levitazione magnetica ad alta velocità che ha magneti superconduttori installati nelle parti delle ruote in modo che l'intero treno possa galleggiare sui binari per circa dieci centimetri. In questo modo non ci sarà più attrito tra treno e binario, riducendo la resistenza all’avanzamento. Un treno a levitazione magnetica con una capacità di cento passeggeri può raggiungere velocità di oltre cinquecento chilometri orari con soli cento cavalli di propulsione.
Con una cintura di niobio-stagno lunga venti chilometri, avvolta attorno al cerchio di una ruota del diametro di un metro e mezzo, gli avvolgimenti sono in grado di generare un campo magnetico forte e stabile, abbastanza forte da sollevare un peso di centoventi -due chilogrammi e farlo levitare nello spazio del campo magnetico. Se questo campo magnetico fosse utilizzato in una reazione di fusione termonucleare per tenere sotto controllo la potente reazione di fusione termonucleare, sarebbe possibile fornirci grandi quantità di elettricità a basso costo quasi infinita.
La gente aveva realizzato un generatore DC con materiale superconduttore al niobio-titanio. Presenta molti vantaggi, come dimensioni ridotte, leggerezza, basso costo e genera cento volte più elettricità rispetto a un normale generatore delle stesse dimensioni.