초전도

요약 어떤 종류의 금속이나 합금을 절대영도(0K; －273.16℃)에 가까이 냉각할 때, 전기저항이 갑자기 소멸하여 전류가 아무런 장애 없이 흐르는 현상이다. 금속마다 이 현상이 일어나는 온도가 다르며, 비교적 높은 온도에서 초전도현상을 보이는 금속을 찾기 위한 연구가 진행중이다.

초전기전도라고도 한다. 도체의 전기저항은 온도가 커질수록 커지고, 온도를 감소시키면 전기저항이 작아져 전기가 잘 통한다. 특히 매우 낮은 온도에서 전기저항이 0에 가까워지는 현상을 초전도라 한다. 초전도가 일어나는 온도는 금속에 따라 다르다. 예를 들면, 수은에서는 4.2K인데, 주석과 나이오븀의 합금에서는 18K에서 초전도현상이 일어난다. 현재는 상당히 높은 온도에서 초전도현상이 일어나는 합금이 개발되고 있다.

초전도현상의 발견
1911년 H. K. 오너스가 수은을 액체헬륨으로 냉각시키면서 전기저항을 조사하였다. 그는 절대영도(0K)보다 약간 높은 온도인 4.2K(－269.2℃)에서 수은의 전기저항이 없어지는 것을 발견하였다. 이를 초전도현상이라 하고, 이러한 성질을 나타내는 물질을 초전도체라 한다. 이후 납, 탈륨을 비롯하여 25종의 금속원소와 수천 종의 합금, 화합물에서 초전도가 일어나는 것이 밝혀졌다.

초전도현상의 응용
초전도체는 전기저항이 없어 저항에 의한 열손실을 막을 수 있다. 그리고 큰 전류가 흐를 수 있어 전자석을 만들 경우 매우 강한 자기장을 만들 수 있다.