افزايش مصرف برق، ظرفيت محدود كابل‌ها
۱۳۸۷ آبان ۲۹, چهارشنبه
لوازم خانگی مانند يخچال، فريزر، ماشين لباس‌شويى، چرخ‌گوشت، جاروبرقى، همگی لوازمى هستند كه بدون برق به هيچ دردى نمى‌خوردند؛ اسباب و وسايلى كه تعدادشان روز به روز، بيشتر هم مىشود و البته مصرف برق خانگى هم به همین نسبت بیشتر می‌شود. كابل‌هاى برق، نه فقط در كشورهاى در حال رشد، كه در اروپا هم توانايى انتقال محدودى دارند. به همين دليل فيزيك‌دانان در پى آنند تا مواد اوليه‌ی مناسبى براى كابل‌هاى برقی پیدا کنند تا كشش بيشترى براى انتقال برق داشته باشند.
در پژوهشكده‌ی فيزيك پاوول شرر، پژوهشكده‌ی ممتاز رشته‌ی فيزيك در سوئیس، نيز روى اين مواد اوليه كار مىشود. ريچار فوكس گزارشگر دويچه‌وله سرى به اين پژوهشکده زده است.
كنار رودخانه‌اى در دل جنگل، ساختمانى به چشم مى‌خورد كه در نگاه اول بيشتر به يك سالن ورزشى مى‌ماند، كه البته سالن ورزشى نيست. اينجا پژوهشكده‌ی فيزيك «پاول شرر» يكى از مطرح‌ترين مراكز تحقيقاتى فيزيك است.
درون سالن زير سقف چوبى چرخ بتونى غول‌آسايى در حال گردش است. روى اين سطح بتونى المنت‌هاى كوچكى كاشته شده كه هنگام گردش صاعقه‌هاى كوچكى از آنها ساطع مىشود. نور اين صاعقه‌ها روى تركيبات حاشيه‌ی چرخ مى‌افتد. نحوه‌ی عملكرد و تحركات درونى اين تركيب با اين نور بررسى مىشود. تركيبى كه به «ابر رسانا» معروف است و در درجه‌ی حرارت مشخصى، قابليت بسيار بالايى براى انتقال الكترون‌ها از خود نشان مى‌دهد.
دو سالنى كه كمى آن‌طرف‌تر از اين چرخ بتونى قرار دارند، مملو از لوله‌‌هاى آزمايش، ميكروسكوپ‌هاى عظيم‌الجثه و تجهيزاتى هستند كه در هيچ پژوهشكده‌ی ديگرى در دنيا، جز اين مركز تحقيقاتى در دل جنگل‌هاى سوئیس، پيدا نمى‌شوند.
تيرى اشترسله، فيزيكدان و يكى از هزار و سيصد كارمند اين پژوهشكده، مى‌گويد: «از نظر تحقيقاتى اين نكته بى‌نظير است كه تركيب هادى سوپرا، تركيب چندان پيچيده‌اى نيست. اگر نگاهى به تركيبات شيميايى تشكيل‌دهنده بيندازيم، مى‌بينيم كه در درجه‌ی حرارت پايين و يا تحت فشار، دست‌كم نيمى از عناصر ابر رسانا مى‌شوند.»
فيزيک‌دانان اين موسسه در حال بررسى دو نوع ابر رسانا هستند. تفاوت اصلى ميان اين دو تركيب، درجه‌ی حرارتى است كه پس از رسيدن به آن، تركيب ابر رسانا مىشود. در مورد تركيبات شناخته شده‌ی رسانا، اين درجه‌ی حرارت، صفر مطلق يا منهاى درجه‌ی ۲۷۳ سانتی‌گراد است.
مشکلات پروژه
مشكل اينجاست كه پايين آوردن دما تا چنين درجه‌اى نيازمند دستگاه‌هاى خنك‌كننده‌ی بسيار گران‌قيمت است. اگر بنا باشد درجه حرارت كابل‌ها را پايين نگاه داشت، بايستى در هر چند كيلومتر باجه‌هاى خنك‌كننده، مثل پمپ‌بنزين‌هاى وسط راه، ساخت كه كابل‌ها را خنك كنند.
علاوه بر اين، يكى ديگر از فيزيك‌دانان اين پژوهشكده، روبرت هرتزوگ مى‌گويد: «نكته‌ی بسيار مهم بعدى اين است كه دستگاه‌هاى خنك‌كننده بايد دستگاه‌هاى مطمئنى با ضريب خطاى پايين باشند.»
مشكل بعدى اينجاست كه انعطاف‌پذيرى اين تركيبات در مقايسه با مس، هادى كابل‌هاى برق، بسيار كمتر است. با تمام اين اوصاف، فيزيك‌دانان آمريكايى در همين مرحله از تحقيقات، اين كابل‌ها را وارد شبكه‌ی ايالت نيويورك كرده‌اند. كريستوف نيداماير مى‌گويد: «در ابتدا تنها ۶۶۰ متر، آن‌هم از آپريل، كه مشخص شوند در تابستان چطور خواهد بود. اگر ۶۶۰ متر پاسخگو باشد و خوب عمل كند، صد كيلومتر هم پاسخگو خواهد بود.»
البته تا زمانى كه اين كابل‌ها وارد شبكه‌ی شهرى و مصارف خانگى شوند و جايگزين كابل‌هاى برق كنونى شوند، راه درازى در پيش است. با اين حساب، يا بايد سرعت پيشرفت تحقيقات فيزيكى بيشتر شود يا توليد كارخانه‌هایی كه انواع و اقسام لوازم خانگى برقى توليد مى‌كنند كمتر شود.