Preskočiť na obsah

Kryostat: Rozdiel medzi revíziami

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Interaktívne prechádzať históriu
← Predchádzajúca úpravaĎalšia úprava →
Smazaný obsah Přidaný obsah
VizuálneWikitext
Vegbot (diskusia | príspevky)
Boti
76 522 editací
d typo, replaced: t.j. → t. j., . → . (2), , → , (2), 78-3 → 78 – 3 (4), ... → …, 5°C → 5 °C (2), replaced: s,S → s, S,   →  , -195 °C → −195 °C
Geri340 (diskusia | príspevky)
15 editací
rozšírenie, aktualizácia, wikilinky, externé odkazy, obrázok
Riadok 1: Riadok 1:
{{Fyzikálny výhonok}}{{Pracuje sa}}
{{Fyzikálny výhonok}}{{Pracuje sa}}
Pod '''kryostatom''' ({{gre|κρυος}}) „chlad“ označujeme chladiaci prístroj, ktorým sa dajú získať a konštantne udržiavať veľmi nízke [[teplota|teploty]]. Požívajú sa v experimentálnej [[fyzika|fyzike]], [[medicína|medicíne]], [[biológia|biológii]]…
Pod '''kryostatom''' ({{gre|κρυος}}) „chlad“ rozumieme chladiaci prístroj, ktorým sa dajú získať a konštantne udržiavať veľmi nízke [[teplota|teploty]]. Požívajú sa v experimentálnej [[fyzika|fyzike]], [[medicína|medicíne]],[[biológia|biológii]],[[technika|technike]],[[chémia|chémii]]…[[File:Schéma kryostatu.jpg|thumb|Schéma kryostatu]][[File:Helium dilution cryostat.jpg|thumb|Héliový zmiešavací kryostat-vnútorná časť]]
Kryostat je zariadenie, pomocou ktorého sa chladiaci objekt udržiava pri nízkej teplote na úkor vonkajšieho chladiaceho zdroja. Zvyčajne týmto chladiacim zdrojom je skvapalnený [[plyn]] s nízkym [[bod varu|bodom varu]] ako je [[kyslík]], [[argón]], [[dusík]] a [[hélium]].
==Princíp chladenia==
[[File:Helium dilution cryostat.jpg|thumb|Héliový zmiešavací kryostat]]
[[File:Helium dilution refrigerator.jpg|thumb|Riadenie héliového zmiešavacieho kryostatu]]
Typy kryostatov: kryostat s uzavretým cyklom, vaňový kryostat, výparný kryostat a refrigerátorový kryostat.
*''Vo vaňovom kryostate'' je chladiaci objekt obklopený chladiacou kvapalinou. [[kryokvapalina|kryokvapalinou]] je často kvapalný [[dusík]], (bod varu: −195 °C ~ 77,4 [[Kelvin|K]]) a tekuté [[hélium]], (bod varu: −268,93 °C ~ 4,2 K).


V každom kryostate je nevyhnutná tepelná izolácia pracovného objemu od okolia. Čim je nižšia dosahovaná teplota, tým je dôležitejšia dobrá tepelná izolácia. V kryostatoch s použitím kvapalného dusíka, kyslíka a argónu sa často používa vysokovákuová [[tepelná izolácia]]. Pre héliové kryostaty je táto izolácia nedostačujúca. Preto, aby sa znížili tepelné straty cez priľahlé steny, je nevyhnutné znížiť ich teplotu, čo sa dosahuje ochladním stien pomocným chladením, zvyčajne kvapalným dusíkom.
*''kryostat s uzavretým cyklom''
<!-- doplnit -->
*Vo ''výparnom kryostate'' nastáva chladenie pomocou chladného [[plyn]]u, ktorý vzniká vyparovaním a ohrievaním kryokvapaliny. Týmto môžeme dosiahnuť vo výparnom kryostate teploty medzi tesne nad bodom varu kryokvapaliny až po izbovú teplotu. Nižšiu teplotu ako je bod varu kryokvapaliny môžeme dosiahnuť čerpaním pár nad kvapalinou, t. j. znížením [[tlak]]u a teda znížením bodu varu kryokvapaliny.


*''„Zmiešavací“'' kryostat dosiahne nízke teploty v milikelvinovej oblasti. Na chladenie sa využíva zmes izotopov <sup>3</sup>He a <sup>4</sup>He. Pritom sa využíva termodynamický fázový prechod medzi <sup>3</sup>He bohatou a <sup>3</sup>He chudobnou fázou 3He-4He-zmiešavacej kvapaliny.<ref>{{Citácia knihy |priezvisko= Christian Enss, Siegfried Hunklinger |titul= Low-temperature physics |rok=2005 |vydavateľ= Springer Springer | ISBN = 978-3540231646|strany=470| }}</ref><ref>http://books.google.com/books?as_isbn=9783540231646</ref><ref name="London1">Matter and Methods at Low Temperatures, Frank Pobell, Springer Verlag, ISBN 978-3-540-46356-6</ref>.


==Typy kryostatov==
V ''refrigerátorovom kryostate'' sa dosiahne nízka teplota pomocou cryocoolera a teda bez kryokvapaliny.


=====podľa druhu chladiaceho média=====
==Stavba==
*dusíkové
Aby mal kryostat nízku spotrebu energie, musí byť dobre termicky izolovaný od okolia. Prívod tepla [[konvekcia|konvekciou]] sa zníži vbudovaním studených častí do vákuovej nádoby s nízkou [[tepelná vodivosť|tepelnou vodivosťou]]. [[Tepelné vyžarovanie]] sa zníži pomocou ochrany vo vákuovom priestore medzi vonkajšou a vnútornou nádobou. Sú to často 10 – 30 násobné vrstvy plastických fólií s naparenou kovovou vrstvou tzv. [[superizolácia|superizoláciou]]. Pritom musí byť celý chladiacisystém kryostatu sto percentne plynovo tesný pretože v opačnom prípade celý proces zlyhá..<ref name="DOI10.1016/j.cryogenics.2011.03.005">B. Renard, G. Dispau u.a.: ''Ten years of cryomagnetic W7-X test facility construction and operation.'' In: ''Cryogenics.'' 51, 2011, S. 384 – 388, {{DOI|10.1016/j.cryogenics.2011.03.005}}.</ref>
*kyslíkové
==Použitie==
*héliové
Kryostaty sa využívajú v oblastiach
*argónové
*Výskum látok
=====podľa materiálu, z ktorého sú zhotovené=====
⚫
*Rezanie zmrznutých preparátov v [[histológia|histológii]] a [[biológia|biológii]]
*[[Sklo|sklenné]]
*chladenie senzorov žiarenia
*[[kov]]ové
*Fotopríjmače
*[[plast]]ové
*Obrazové senzory v infračervených kamerách
=====podľa typu aplikácie=====
⚫
*[[QUID]]
*chlanie [[senzor]]ov
*Magnetoencefalografia
*výskum [[elektrina|elektrických]], tepelných a [[Mechanika|mechanický]]ch vlastností látok
*Magnetokardiografia
*pre rádiotechnológiu
*supravodivé kvantové počítače
*chladenie [[Supravodivosť|supravodivých magnetov]]
*supravodivé magnety
*v medicíne
⚫
*medicínska technika – magnetorezonačná tomografia
**magnetoencefalografia
* výskum magnetov
**magnetokardiografia
*[[Dewarová nádoba]]
⚫
**magnetorezonačná tomografia
⚫
**uchovávanie zmrznutých preparátov v [[histológia|histológii]] a [[biológia|biológii]]
⚫
*[[SQUID]]


=====kryostaty podľa spôsobu chladenia=====
*[[odparovanie|odparova]]ním kryogénnej kvapaliny (Teplotu pracovného objemu v kryostate regulujú zmeny tlaku [[Para|pár]] nad chladiacou kvapalinou – čerpaním ich pár.)
**<sup>3</sup>He kryostat
**<sup>4</sup>He kryostat
**[[prietok]]ový s kvapalným <sup>4</sup>He
*He3-He4 kryostat pracujúci so [[zmes]]ou kvapalného <sup>3</sup>He a <sup>4</sup>He. <ref>{{Citácia knihy |priezvisko= Christian Enss, Siegfried Hunklinger |titul= Low-temperature physics |rok=2005 |vydavateľ= Springer Springer | ISBN = 978-3540231646|strany=470|}}</ref>
*pre [[Adiabatický dej|adiabatick]]ú [[demagnetizácia|demagnetizáci]]u [[Paramagnetizmus|paramagnetických]] [[Soľ|sol]]í
*pre [[jadrové chladenie]]

Poznámka:
Článok bazíruje na [http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82 ruskom] preklade.Bol rozšírený a dolknený.
==Referencie==
==Referencie==
⚫
<references/>
<!-- ako zadat DOI-->

⚫
<references />


==Literatúra==
==Literatúra==
[http://books.google.com/books?as_isbn=9788073781682 Ladislav Srbek: Fyzika nízkych teplot]
Ladislav Skrbek: ''Fyzika nízkych teplot''[http://books.google.com/books?as_isbn=9788073781682]


Randal F. Barron:'' Ctyogenic Heat Transfer'' [http://books.google.com/books?as_isbn=1560325518]
==Externé odkazy==

[https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxzdGVmYW5qYW5vc3NrfGd4Ojc4NmJjMTFmN2Y3YTk0ZTE Štefan Jánoš:Fyzika nízkych teplôt]
Anthony Kent:'' Experimental Low Temperature Physics'' book [http://books.google.com/books?as_isbn=0333519515]

Štefan Jánoš: ''Svet v blízkosti absolútnej nuly'' [http://books.google.com/books?isbn=8005000456]

Guglielmo Ventura, Lara Risegari: ''The Art of Cryogenics'' [http://books.google.com/books?isbn=0080444792]

Guy Kendall White ''Experimental techniques in low-temperature physics'' [http://books.google.com/books?isbn=9780198514282]

David Sheridan Betts: ''Refrigeration and thermometry below one Kelvin''[http://books.google.com/books?isbn=0844808539]

O. V. Lounasmaa: ''Experimental principles and methods below 1 K''[http://books.google.com/books?id=8AdRAAAAMAAJ]

Josef Jelínek, Zdeněk Málek: ''Kryogenní technika'' [http://books.google.ch/books/about/Kryogenn%C3%AD_technika.html?id=z4tZHQAACAAJ&redir_esc=y]

Frank Pobbel: ''Matter and Methods at Low Temperatures'' [http://books.google.com/books?isbn=3540463607]


[[Kategória:Fyzika]]
[[Kategória:Fyzika]]

[[be:Крыястат]]
[[ca:Criostat]]
[[en:Cryostat]]
[[fi:Kryostaatti]]
[[fr:Cryostat]]
[[it:Criostato]]
[[ru:Криостат]]
[[uk:Кріостат]]

Verzia z 13:33, 5. február 2013

Tento článok týkajúci sa fyziky je zatiaľ „výhonok“. Pomôž Wikipédii tým, že ho doplníš a rozšíriš.
Na tomto článku sa práve pracuje. Prosím, nezasahujte.
Kým je tu zobrazená táto správa, prosím, neupravujte túto stránku. Vyhnete sa tak prípadným konfliktom pri ukladaní. Redaktor, ktorý sem pridal tento oznam, je uvedený v histórii, ak by ste ho chceli kontaktovať.

Pod kryostatom (novogr. κρυος) „chlad“ rozumieme chladiaci prístroj, ktorým sa dajú získať a konštantne udržiavať veľmi nízke teploty. Požívajú sa v experimentálnej fyzike, medicíne,biológii,technike,chémii…

Schéma kryostatu
Héliový zmiešavací kryostat-vnútorná časť

Kryostat je zariadenie, pomocou ktorého sa chladiaci objekt udržiava pri nízkej teplote na úkor vonkajšieho chladiaceho zdroja. Zvyčajne týmto chladiacim zdrojom je skvapalnený plyn s nízkym bodom varu ako je kyslík, argón, dusík a hélium.

V každom kryostate je nevyhnutná tepelná izolácia pracovného objemu od okolia. Čim je nižšia dosahovaná teplota, tým je dôležitejšia dobrá tepelná izolácia. V kryostatoch s použitím kvapalného dusíka, kyslíka a argónu sa často používa vysokovákuová tepelná izolácia. Pre héliové kryostaty je táto izolácia nedostačujúca. Preto, aby sa znížili tepelné straty cez priľahlé steny, je nevyhnutné znížiť ich teplotu, čo sa dosahuje ochladním stien pomocným chladením, zvyčajne kvapalným dusíkom.


Typy kryostatov

podľa druhu chladiaceho média
  • dusíkové
  • kyslíkové
  • héliové
  • argónové
podľa materiálu, z ktorého sú zhotovené
podľa typu aplikácie
kryostaty podľa spôsobu chladenia

Poznámka: Článok bazíruje na ruskom preklade.Bol rozšírený a dolknený.

Referencie

  1. ↑ CHRISTIAN ENSS, SIEGFRIED HUNKLINGER. Low-temperature physics. [s.l.] : Springer Springer, 2005. S. 470.


Literatúra

Ladislav Skrbek: Fyzika nízkych teplot[1]

Randal F. Barron: Ctyogenic Heat Transfer [2]

Anthony Kent: Experimental Low Temperature Physics book [3]

Štefan Jánoš: Svet v blízkosti absolútnej nuly [4]

Guglielmo Ventura, Lara Risegari: The Art of Cryogenics [5]

Guy Kendall White Experimental techniques in low-temperature physics [6]

David Sheridan Betts: Refrigeration and thermometry below one Kelvin[7]

O. V. Lounasmaa: Experimental principles and methods below 1 K[8]

Josef Jelínek, Zdeněk Málek: Kryogenní technika [9]

Frank Pobbel: Matter and Methods at Low Temperatures [10]

Zdroj: „https://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=Kryostat&oldid=5149561“